Ātruma devēju izpratne
Definīcija: Kas ir ātruma devējs?
Ātruma devējs (saukts arī par velometrs, seismiskais sensors vai kustīgās spoles sensors) ir pašģenerējošs vibrācija sensors, kas ģenerē izejas spriegumu, kas ir tieši proporcionāls vibrācijai ātrums neprasot ārēju barošanu vai signāla apstrādi. Tas darbojas pēc elektromagnētiskās indukcijas principiem — uz atsperēm piekārts magnēts vibrācijas laikā pārvietojas attiecībā pret spoli, radot spriegumu, kas ir proporcionāls relatīvajam ātrumam starp spoli un magnētu, kas ir vienāds ar vibrācijas ātrumu.
Ātruma devēji bija dominējošais vibrācijas sensors no 20. gs. piecdesmitajiem līdz astoņdesmitajiem gadiem, un tos joprojām izmanto pastāvīgās uzraudzības iekārtās un dažos pārnēsājamos instrumentos. Tomēr tos lielā mērā ir aizstājuši akselerometri jaunās instalācijās akselerometru mazākā izmēra, plašāka frekvenču diapazona un augstākas frekvences iespēju dēļ, kas nepieciešamas gultņu defektu noteikšanai.
Darbības princips
Elektromagnētiskā indukcija
- Pastāvīgais magnēts, ko spoles iekšpusē piekar atsperes
- Vibrācija kustina korpusu un spoli
- Magnēta inerce notur to relatīvi nekustīgu (virs rezonanses).
- Relatīva kustība starp spoli un magnētu
- Kustība inducē spriegumu spolē (Faraday likums: V ∝ ātrums)
- Izejas spriegums ir tieši proporcionāls vibrācijas ātrumam
Pašģenerējoša
- Nav nepieciešama ārēja barošana
- Pasīvā transdukcija
- Vienkāršs savienojums (divi vadi)
- Drošs pret bojājumiem (nav problēmu strāvas padeves pārtraukuma gadījumā)
Raksturojums
Frekvences reakcija
- Zemfrekvences ierobežojums: Dabiskā frekvence (parasti 8–15 Hz)
- Izmantojamais diapazons: Virs 2 × dabiskās frekvences (vismaz 16–30 Hz)
- Augstas frekvences ierobežojums: Parasti 1–2 kHz
- Plakana atbilde: Plašs līdzens apgabals izmantojamajā diapazonā
- Vislabāk piemērots: 10–1000 Hz (vispārējās mašīnu frekvences)
Jutīgums
- Tipiski: 10–500 mV collā/sekundē (400–20 000 mV uz mm/s)
- Bieži: 100 mV/collas/s vai 4000 mV/mm/s
- Augstāka jutība lietojumiem ar zemu vibrācijas līmeni
- Zemāka jutība augstas vibrācijas mērījumiem
Izmērs un svars
- Relatīvi liels (50–100 mm garš, 25–40 mm diametrs)
- Smags (parasti 100–500 grami)
- Daudz lielāks nekā akselerometri
- Masa var ietekmēt mērījumus uz vieglām konstrukcijām
Priekšrocības
Tiešā ātruma izeja
- Tieši mēra vibrācijas ātrumu (integrācija nav nepieciešama)
- Atbilst ISO standartu specifikācijai (RMS ātrums)
- Vienkārša signālu apstrāde
- Dabiski ātruma analīzei
Pašģenerējoša
- Nav nepieciešama jauda
- Vienkāršs divu vadu savienojums
- Nevar atslēgties strāvas padeves zuduma dēļ
- Zemākas sistēmas izmaksas (nav nepieciešams barošanas avots)
Laba zemas frekvences reakcija
- Izmantojams līdz 10–15 Hz (labāk nekā daudzi akselerometri)
- Piemērots lēnas darbības mašīnām (līdz ~600 apgr./min.)
- Dabiski piemērots frekvenču diapazonam atbilstošām lietojumprogrammām
Trūkumi
Ierobežota augstfrekvences reakcija
- Parasti ierobežots līdz 1–2 kHz
- Nevar noteikt augstfrekvences gultņu defektus (5–20 kHz)
- Nepietiekams aploksnes analīzei
- Būtisks ierobežojums salīdzinājumā ar akselerometriem
Izmērs un svars
- Lieli, smagi sensori
- Grūti uzstādīt uz mazām mašīnām
- Masas slodze ietekmē vieglas konstrukcijas
- Mazāk pārnēsājams nekā akselerometri
Trauslums
- Trieciens var sabojāt iekšējās atsperes un kustīgo magnētu
- Jūtīgi pret vardarbības izturēšanos
- Var tikt bojāts, nometot
- Vairāk apkopes nekā cietvielu akselerometriem
Temperatūras ierobežojumi
- Magnēta stiprums samazinās līdz ar temperatūru
- Parasti ierobežota līdz 120°C
- Mazākas iespējas nekā uzlādes režīma akselerometriem
Kur joprojām tiek izmantots
Mantotas pastāvīgas instalācijas
- Vecākas turbokompresoru uzraudzības sistēmas
- Esošo iekārtu nomaiņa natūrā
- Saglabā saderību ar esošajām sistēmām
Zemfrekvences lietojumprogrammas
- Ļoti lēnas darbības aprīkojums (< 300 apgr./min)
- Ja frekvenču diapazons ir 10–1000 Hz, pietiekams
- Vienkārša ātruma kontrole bez nepieciešamības pēc augstām frekvencēm
Īpašas prasības
- Kur nepieciešama pašģenerējoša priekšrocība
- Iekšējās drošības prasības (bez strāvas)
- Priekšroka tiešai ātruma izvadei
Montāža
Metodes
- Skrūvju stiprināšana pie vītņotiem caurumiem (visizplatītākais)
- Kronšteina montāža ar adaptera plāksnēm
- Magnētiskā montāža (ja virsma ir magnētiska un sensors nav pārāk smags)
Apsvērumi
- Nepieciešama stingra montāža (sensors ir smags)
- Cieši nostipriniet, lai novērstu sensora vibrāciju
- Pārliecinieties, ka montāžas virsma ir līdzena un tīra
- Kabeļa nostiepes atvieglojums, lai novērstu vilkšanu
Mūsdienu alternatīvas
Kāpēc priekšroka tiek dota akselerometriem
- Daudz mazāks un vieglāks
- Plašs frekvenču diapazons (0,5 Hz–50 kHz)
- Labāk piemērots gultņu defektu noteikšanai
- Izturīgāks
- Zemākas izmaksas
- Nozares tendence uz akselerometriem
Integrācija kā alternatīva
- Izmēriet paātrinājumu, integrējiet to ātrumā
- Sasniedz ātruma mērīšanu ar akselerometra priekšrocībām
- Modernie instrumenti padara integrāciju caurspīdīgu
Kalibrēšana un apkope
Kalibrēšana
- Kratītāja galda kalibrēšana
- Pārbaudiet jutību (mV/in/s vai mV/mm/s)
- Pārbaudiet frekvences raksturlīkni
- Kritiskiem lietojumiem raksturīgā ikgadējā kalibrēšana
Apkope
- Rīkojieties uzmanīgi (izvairieties no kritieniem un triecieniem)
- Pārbaudiet kabeļa stāvokli
- Pārbaudiet montāžas drošību
- Periodiski pārbaudiet izvadi
- Nomainiet, ja mainās jutība vai reakcija
Ātruma devēji, lai gan jaunās instalācijās to skaits samazinās, joprojām ir svarīgi sensori esošajās pastāvīgajās uzraudzības sistēmās un noteiktos zemfrekvences lietojumos. Izpratne par to darbību, priekšrocībām un ierobežojumiem ir nepieciešama, lai uzturētu mantotās sistēmas un pieņemtu pārdomātus lēmumus par sensoru izvēli gadījumos, kad ātruma devēji joprojām varētu būt optimāla izvēle konkrētām zemfrekvences, pašbarojamām vai saderības prasībām.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 