Хурдны хувиргуурыг ойлгох
A хурдны хувиргагч — мөн хурдны мэдрэгч, сейсмик мэдрэгч, эсвэл хөдөлгөөнт ороомогтой мэдрэгч — өөрийн гэсэн дохиог үүсгэдэг чичиргээ хэмжигдэхүүнтэй шууд пропорциональ гаралтын хүчдэл үүсгэдэг мэдрэгч хурд, гадаад хүчдэлгүй, дохиог боловсруулахгүйгээр ажиллана. Энэ нь цахилгаан соронзон индукцийн зарчимд суурилдаг: зөөлөн хөшүүргэн дээр суурилагдсан соронз нь их бие чичирэхэд ороомогтой харьцангуй хөдөлж, энэ харьцангуй хөдөлгөөн нь хурдтай пропорциональ хүчдэл үүсгэнэ. Энэ нь сейсмик хувиргагч гэр бүлийн гишүүн — дотоод массыг инерцийн жишиг болгон ашигладаг мэдрэгчид — болт болгосон гадаргуугийн абсолют хөдөлгөөнийг хэмждэг.
Хурдны хувиргуулагчид нь 1950-аад оноос 1980-аад он хүртэл давамгайлсан чичиргээний мэдрэгч байсан бөгөөд одоо ч байнгын хяналтын суурилуулалт болон зарим гар утасны багаж хэрэгслүүдэд ашиглагдсаар байна. Гэсэн хэдий ч шинэ загваруудад тэд ихэвчлэн акселерометрүүд, илүү жижиг, өргөн давтамжийн мужыг хамардаг, холхивчийн гэмтлийг илрүүлэхэд шаардагдах өндөр давтамж хүрдэг.
1. Ажиллах зарчим
Цахилгаан соронзон индукци
Механизм нь Фарадейн хуулийн шууд хэрэглээ юм:
- Тогтмол соронзыг ороомгийн дотор хөшүүргээр суурилуулсан байдаг.
- Чичиргээ нь их бие болон ороомгийг хөдөлгөнө.
- Мэдрэгчийн резонансаас дээш давтамжид соронзын инерци нь орон зайнд бараг хөдөлгөөнгүй байлгадаг.
- Энэ нь ороомог болон соронзын хооронд харьцангуй хөдөлгөөн үүсгэнэ.
- Хөдөлгөөн нь ороомогт хүчдэл үүсгэнэ (V ∝ хурд).
- Гаралтын хүчдэл нь чичиргээний хурдтай шууд пропорциональ байна.
Өөрийн гэсэн дохиог үүсгэх ажиллагаа
Мэдрэгч өөрийн дохиог үүсгэдэг тул гадаад хүчдэл шаарддаггүй — идэвхгүй, хоёр утасны хувиргалт нь анхнаасаа аюулгүй, хүчдэлийн эх үүсвэр алдагдахгүй. Энэ нь хурдны хувиргуулагчдыг тодорхой салбарт өнөөдөр ч чухал байлгадаг онцлог юм.
2. Онцлогууд
Давтамжийн хариу үйлдэл
- Доод давтамжийн хязгаар: мэдрэгчийн байгалийн давтамж, ихэвчлэн 8–15 Hz.
- Ашиглах муж: хувийн давтамжаас ойролцоогоор 2× дээш, тиймээс дор хаяж 16–30 Hz.
- Дээд давтамжийн хязгаар: ихэвчлэн 1–2 kHz.
- Тэгш хариу үйлдэл: ашиглах мужид өргөн, тэгш бүс.
- Хамгийн тохиромжтой: 10–1000 Hz — ихэнх ерөнхий тоног төхөөрөмжийн гэмтэл илэрч буй муж.
Мэдрэмж
- Ихэвчлэн 10–500 мВ/инч/сек (ойролцоогоор 0.4–20 мВ/мм/с).
- Ерөнхий утга нь 100 мВ/инч/с (≈ 3.94 мВ/мм/с, өөрөөр хэлбэл ойролцоогоор 4 В/(м/с)).
- Өндөр мэдрэмж нь бага чичиргээтэй хэрэглээнд тохиромжтой; бага мэдрэмж нь өндөр чичиргээний хэмжилтэд тохиромжтой.
Хэмжээ ба жин
- Харьцангуй том — ойролцоогоор 50–100 мм урт, 25–40 мм диаметр.
- Том жинтэй, ихэвчлэн 100–500 г.
- Акселерометроос хамаагүй том.
- Энэ масс нь масс ачаалал ба хөнгөн бүтцийн хариу үйлдлийг гажуудуулж болно.
3. Давуу талууд
Шууд хурдны гаралт
Хувиргуулагч нь хурдыг шууд хэмждэг, ямар ч интегралчлал алхамгүй. Энэ нь тоног төхөөрөмжийн чичиргээний стандартууд хязгаарыг илэрхийлэх аргаас хамаарч — ISO 20816 (ISO 10816-ийн удаа дараа) нь RMS хурд — дохиог боловсруулахыг энгийн болгож, хурд суурьтай чичиргээний эрчим үнэлгээнд байгалийн тохиргоо болгодог.
Өөрийн гэсэн дохиог үүсгэх ба аюулгүй
- Хүчдэл шаарддаггүй.
- Энгийн хоёр утасны холболт.
- Хүчдэл алдагдахад гэмтэхгүй.
- Хүчдэлийн эх үүсвэр заахгүйгээр системийн зардал бага.
Сайн доод давтамжийн хариу үйлдэл
- 10–15 Hz хүртэл ашиглах боломжтой бөгөөд олон акселерометрээс илүү.
- 600 RPM орчим хүртэлх бага хурдтай тоног төхөөрөмжид тохиромжтой.
- Өөрийн давтамжийн мужид ажилладаг хэрэглээнд тохиромжтой.
4. Сул талууд
Өндөр давтамжийн хариу үйлдэл хязгаарлагдмал
- Ойролцоогоор 1–2 kHz-т хүрдэг.
- Өндөр давтамжийн холхивчийн гэмтэл энерги (5–20 kHz) хүрэх боломжгүй.
- Хангалтгүй envelope analysis.
- Энэ нь акселерометртэй харьцуулахад шийдвэрлэх хязгаарлалт юм.
Хэмжээ, жин, эмзэг байдал
- Том, хүнд, жижиг машинд суурилуулахад хэцүү, хөнгөн бүтцүүдэд массын ачаалал үүсгэх хандлагатай.
- Акселерометрээс бага зөөврийн.
- Дотоод хөшүүргэ, хөдөлгөөнт соронз нь цохилт, уналтад гэмтэх боломжтой тул мэдрэгч нь хатуу ажиллагаанд мэдрэмтгий, хатуу төхөөрөмжөөс илүү анхаарал шаарддаг.
Температурын хязгаарлалт
- Температур нэмэгдэх тусам соронзон хүч буурдаг.
- Ерөнхийдөө 120 °C хүртэл хязгаарлагддаг.
- Өндөр температурт тэсвэртэй чадвар нь бага, харьцуулбал цэнэгийн горимын акселерометр.
5. Хурдны хувиргуулыг одоо ч ашиглаж буй салбарууд
- Хуучирсан байнгын суурилуулалтууд: хуучин турбо тоног төхөөрөмжийн хяналтын системүүдэд оршин байгаа утаслах болон ракийн системтэй нийцэхийн тулд ижил төрлийн орлуулах хэрэгцээтэй.
- Бага давтамжийн хэрэглээ: маш бага хурдтай тоног төхөөрөмж (300 RPM-ээс доош) болон 10–1000 Hz муж хангалттай, өндөр давтамж шаардлагагүй аливаа ажилд.
- Тодорхой шаардлагыг: үнэхээр өөрийн гэсэн дохио үүсгэдэг мэдрэгч шаардлагатай байдал, хүчдэлтэй электрон төхөөрөмж зөвшөөрөгдөхгүй өөрийн гэсэн аюулгүй байдлын үүрэг, эсвэл шууд хурдны гаралтыг илүүд үзэх тохиолдолууд.
6. Суурилуулалт
Мэдрэгч хүнд байдаг тул суурилуулалтын бүрэн бүтэн байдал чухал юм — муу бэхлэгдсэн хурдны хувиргууль өөрийн резонансыг өгөгдөлд нэмнэ.
- Арга барилууд: хавхлагын нүхэнд бэхлэх (хамгийн найдвартай), адаптер хавтангаар хаалттай бэхлэх, эсвэл гадаргуу соронзон чанартай бөгөөд мэдрэгч хэт хүнд биш үед соронзон бэхлэх.
- Анхаарах зүйлс: хөшүүн бэхлэлт зайлшгүй, мэдрэгч өөрөө чичирхийлэхгүйн тул найдвартай шахах, бэхлэх гадаргуу тэгш, цэвэр байх, утас татагдахаас сэргийлэхийн тул ачааллыг намсгах хэрэгтэй.
7. Орчин үеийн орлуулах хэрэгслүүд болон талбайн туршлага
Олон шинэ ажилд акселерометр ялалт байгуулсан: түүний хэмжээ, жин хавьгүй бага, илүү өргөн мужыг (ойролцоогоор 0.5 Hz-ээс 50 kHz хүртэл) хамардаг, холхивчийн гэмтлийг илрүүлэхэд илүү тохиромжтой, илүү бат бөх, үнэ хямд. Иймд орчин үеийн стандарт арга бол хурдатгалыг хэмжиж интегралчлах хурд руу, стандартууд шаардаж буй хурдны утгыг гаргаж авахын зэрэгцээ акселерометрийн бүх давуу талыг хадгалах явдал юм — орчин үеийн багажууд энэ интегралчлалыг хэрэглэгчид бүрэн ил тод, мэдрэгдэхгүй болгодог.
Энэ бол уян хатан балансировкын анализатор хэрхэн ажилладаг тухай яг л ийм. Balanset-1A холхивчийн их бие дээр акселерометр ашиглаж дотооддоо хурд руу интегралчилдаг тул инженер ISO 20816 эрчмийн шалгалтын тулд хурдны хувиргууль өгөх шууд хурдны утгыг авна — мөн өндөр давтамжийн хүрээ болон 1× амплитуд ба фаз хэрэгтэй ажлын байран дээр тэнцвэржүүлэх зэрэг нь 1–2 kHz хурдны хувиргууль өгч чадахгүй зүйлс.
8. Калибровка болон засвар үйлчилгээ
- Калибровк: чичиргээний хүрээнд мэдрэмж (mV/in/s эсвэл mV/mm/s) болон давтамжийн хариу урвалыг шалгах, чухал хэрэглээнд жил бүр калибровка типик.
- Засвар үйлчилгээ: уртас, цохилтоос сэргийлэхийн тул болгоомжтой тээвэрлэх, утасны төлөвийг шалгах, бэхлэлтийн найдвартай байдлыг шалгах, гаралтыг тогтмол шалгах, мэдрэмж эсвэл хариу урвал нь хазайвал мэдрэгчийг солих.
Хурдны хувиргуулууд шинэ суурилуулалтанд буурч байгаа ч оршин байгаа байнгын хяналтын системд болон тодорхой бага давтамж, өөрийн гэсэн хүч, эсвэл өөрийн гэсэн аюулгүй байдлын үүрэгт чухал ач холбогдолтой хэвээр байна. Тэд хэрхэн ажилладаг, юуг сайн хийдэг, хаана дутагдаж байгааг ойлгох нь хуучирсан системүүдийг ажиллуулж байхад ч, мэдээлэлтэй мэдрэгчийн сонголт хурдны хувиргууль хэвээрээ зөв сонголт байх үед.
