Разбирање на велометарот (сензор за брзина)
A велометар, поформално претворувач на брзина или сензор за брзина, е вид на претворувач се користи за мерење вибрации. Неговата дефинирачка особина е тоа што произведува електричен излез директно пропорционален на брзина на вибрирачката површина на која е прицврстен. Тоа го разликува од акцелерометар, чиј излез е пропорционален на забрзување, и од безконтактна сонда, чиј излез е пропорционален на поместување.
1. Дефиниција: Што е велометар?
Бидејќи брзината е параметарот што повеќето меѓународни стандарди го користат за да проценат колку грубо работи една машина, сензор што директно ја пренесува брзината е концептуално привлечен. Класичниот велометар е самостоен, самогенерирачки уред — не му е потребно напојување ниту кондиционирање на сигналот за да произведе употреблив излез. Иако сега е поретко застапен од акцелерометарот во современото преносно собирање податоци, велометарот сè уште има вистински примени, особено во трајното следење на машини со средна брзина и како член на пошироката фамилија на сеизмички претворувачи што го мерат движењето во однос на слободниот простор, а не во однос на фиксна структура.
2. Како работи велометарот
Традиционалните велометри се електродинамички сензори. Тие работат на истиот принцип како динамичкиот микрофон или гитарскиот пикап, управувани од Фарадеевиот закон за индукција:
- Внатре во куќиштето има калем од жица закачен на меки пружини.
- Траен магнет е цврсто фиксиран за куќиштето.
- Кога сензорот е монтиран на вибрирачка машина, куќиштето и магнетот се движат заедно со површината на машината.
- Поради својата инерција, калемот закачен на пружини има тенденција да остане неподвижен во просторот (тоа е сеизмичкиот принцип).
- Релативното движење помеѓу подвижниот магнет и речиси неподвижниот калем индуцира напон во калемот.
- Според Фарадеевиот закон, тој индуциран напон е директно пропорционален на брзината на релативното движење — токму величината што ја сакаме.
Системот пружина-маса се однесува вака само над својата сопствена природна фреквенција (често околу 8–10 Hz), што ја одредува нискофреквентната граница на сензорот. Постојат и современи “пиезоелектрични велометри”: тие во суштина се акцелерометри со вградено електронско интеграција коло што го претвора забрзувањето во сигнал за брзина во самиот сензор, заобиколувајќи ги кревките подвижни делови на електродинамичкиот дизајн.
3. Предности и недостатоци на велометрите
Предности
- Директен излез на брзина: тие директно ја мерат брзината — параметарот што најмногу се користи за проценка на сериозност на вибрациите на машини за општа намена во опсегот од приближно 10 Hz до 1,000 Hz (според ISO 20816, современиот наследник на ISO 10816). Не е потребна интеграција во анализаторот, што го поедноставува сигналниот синџир.
- Самонапојуван (пасивен): традиционалните електродинамички велометри го генерираат сопствениот сигнал и не бараат надворешно напојување, што е корисно во некои индустриски инсталации и инсталации во опасни зони.
- Добар нискофреквентен одѕив: над својата сопствена фреквенција тие се генерално почувствителни на пониски фреквенции од многу акцелерометри за општа намена, давајќи силен, чист сигнал таму каде што се јавуваат дисбалансот и несоосноста.
Недостатоци
- Ограничен фреквентен опсег: нивниот употреблив опсег е потесен од оној на акцелерометарот. Тие не се погодни за високофреквентните удари на дефекти на лежишта или дефекти на запчениците, кои се наоѓаат далеку над нивната горна гранична фреквенција (roll-off).
- Подвижни делови: внатрешниот склоп од пружина и калем може да замори, да отстапи или целосно да откаже, особено при работа со високи вибрации.
- Чувствителност на ориентацијата: мораат да се инсталираат во ориентацијата за која се дизајнирани (вертикална или хоризонтална), бидејќи гравитацијата ја предоптоварува пружинската суспензија.
- Поголеми и потешки: тие обично се многу поголеми и потешки од современ акцелерометар, што може да ги оптовари лесните структури со дополнителна маса.
- Чувствителност на магнетни полиња: силните надворешни полиња, како оние во близина на големи мотори, може да се спрегнат во калемот и да го расипат отчитувањето.
4. Велометар наспроти акцелерометар
За современо преносно собирање податоци и вибрациска дијагностика, акцелерометар е сензорот по избор. Неговиот фреквентен одѕив е далеку поширок и порамен, така што еден акцелерометар ги фаќа и нискофреквентните вибрации од дисбаланс и многу високофреквентните вибрации од дефекти на лежишта и запчаници. вибрациски анализатор потоа електронски го интегрира сигналот на забрзување за да прикаже брзина или поместување по потреба — еден робусен сензор што покрива сè што правеше велометарот и уште многу повеќе. Токму вака работи преносниот двоканален Balanset-1A работи на терен: го зема забрзувањето од своите акцелерометри, го интегрира во брзина за проценка на жестината според ISO класите, и го користи истиот сигнал за да ги измери 1× амплитудата и фазата потребни за балансирање во една и во две рамнини. Ако треба да ги преведете отчитувањата помеѓу типови сензори, нашиот Конвертор на вибрациски единици лесно се движи помеѓу mm/s, µm и g.
Велометрите, значи, денес најчесто се среќаваат како трајно инсталирани сензори на машини со средна брзина — вентилатори, пумпи и мотори — и особено во постарите постројки каде што биле првично специфицираниот претворувач за следење и продолжуваат совесно да работат деценија по деценија.
