Memahami Telemetri dalam Pengukuran Getaran
Definisi: Apakah Telemetri?
Telemetri ialah teknologi untuk menghantar data pengukuran dari lokasi terpencil atau tidak boleh diakses—terutamanya daripada komponen berputar—ke peralatan rakaman dan analisis pegun. Dalam konteks jentera berputar, telemetri membolehkan pengukuran pada aci, pemutar dan bilah di mana sambungan berwayar terus adalah mustahil disebabkan oleh putaran. Sistem termasuk penderia pada bahagian berputar, elektronik berputar untuk penyaman dan penghantaran isyarat, bekalan kuasa berputar dan penerima pegun yang menangkap data yang dihantar.
Telemetri adalah penting untuk pengukuran khusus seperti terikan aci (tegasan kilasan), getaran bilah dengan tolok terikan, suhu pemutar dan sebarang parameter yang memerlukan elemen penderiaan dipasang pada komponen berputar. Walaupun kompleks dan mahal, telemetri menyediakan keupayaan pengukuran unik yang tidak tersedia melalui penderia pegun.
Jenis Sistem Telemetri
1. Telemetri Cincin Slip
Tertua dan paling dipercayai:
- Prinsip: Cincin berputar disambungkan kepada penderia, berus pegun mengambil isyarat
- Saluran: Pelbagai saluran mungkin (4-64 biasa)
- Lebar jalur: DC ke MHz (cemerlang)
- Kebolehpercayaan: Teknologi yang terbukti
- Had: Berus haus, bunyi bising akibat sentuhan, had kelajuan
- Applications: Penyelidikan, ujian pembangunan, beberapa pemantauan pengeluaran
2. Telemetri Radio FM/AM
- Prinsip: Pemancar berputar menyiarkan isyarat termodulat FM atau AM
- Saluran: 1-16 saluran biasa
- Lebar jalur: DC hingga 100 kHz setiap saluran
- Kelebihan: Tiada sentuhan, tiada pakai
- Had: Kemaruk kuasa, saluran terhad, potensi gangguan
3. Telemetri Wayarles Digital (Moden)
- Prinsip: Pengekodan digital, WiFi, Bluetooth atau protokol proprietari
- Saluran: Banyak saluran dimultiplekskan
- Lebar jalur: Bergantung pada kadar data
- Kelebihan: Pembetulan ralat yang fleksibel, teguh
- Kuasa: Lebih rendah daripada analog FM untuk prestasi yang setara
- Arah Aliran: Menjadi standard untuk sistem baharu
4. Telemetri Optik
- Data dihantar melalui cahaya termodulat (IR atau boleh dilihat)
- Potensi lebar jalur yang tinggi
- Kebal terhadap gangguan RF
- Keperluan garis pandang
- Aplikasi khusus
Aplikasi
Pengukuran Getaran Kilasan
- Tolok terikan pada aci mengukur tegasan ricih
- Pengukuran langsung mustahil tanpa telemetri
- Kritikal untuk peralatan yang dipacu enjin
- Mengesahkan model analisis kilasan
Pengukuran Tekanan Bilah
- Tolok terikan pada turbin atau bilah pemampat
- Mengukur tekanan operasi sebenar
- Ujian pembangunan dan penyelesaian masalah
- Mengesahkan pemasaan hujung bilah ukuran
Suhu pemutar
- Termokopel pada belitan pemutar atau komponen
- Memantau keadaan terma
- Pengesanan terlalu panas
- Keberkesanan sistem penyejukan
Getaran Aci
- Accelerometer dipasang terus pada aci
- Getaran pemutar sebenar berbanding perumah galas
- Penyelidikan dan penyelesaian masalah khas
Kaedah Bekalan Kuasa
Bateri
- Bateri utama (biasa 1-5 tahun)
- Bateri boleh dicas semula
- Kehidupan yang paling sederhana tetapi terhad
- Penggantian semasa gangguan penyelenggaraan
Kuasa Cincin Slip
- Kuasa dipindahkan melalui gelang gelincir
- Masa operasi yang tidak terhad
- Memerlukan pemasangan gelang gelincir
- Biasa dengan telemetri data gelang gelincir
Gandingan Induktif
- Pemindahan kuasa tanpa wayar merentasi celah udara
- Gegelung berputar mengambil kuasa daripada gegelung pegun
- Tiada sentuhan, tiada pakai
- Kuasa terhad (biasanya < 10W)
Penuaian Tenaga
- Tuai tenaga getaran (piezoelektrik)
- Kecerunan terma (termoelektrik)
- Menambah atau menggantikan bateri
- Mendayakan operasi autonomi
Cabaran
Persekitaran Berputar
- Daya sentrifugal pada elektronik
- Berbasikal suhu
- Getaran komponen itu sendiri
- Kabus minyak, pencemaran
Kerumitan Sistem
- Komponen berputar dan pegun
- Penyegerakan dan pemasaan
- Cabaran penentukuran
- Kos yang lebih tinggi daripada penderiaan pegun
Penyelenggaraan
- Penggantian bateri
- Kegagalan sensor/elektronik
- Memerlukan penutupan mesin untuk akses
- Modul ganti diperlukan
Perkembangan Moden
MEMS dan Pengecilan
- Elektronik yang lebih kecil dan lebih ringan
- Penggunaan kuasa yang lebih rendah
- Lebih teguh kepada kejutan/getaran
- Mendayakan aplikasi baharu
Pemprosesan Isyarat Digital
- Memproses pada platform berputar
- Hantar hasil (FFT) bukan data mentah
- Mengurangkan lebar jalur dan keperluan kuasa
Penyeragaman
- Piawaian wayarles industri (WirelessHART, ISA100)
- Kesalingoperasian bertambah baik
- Kos yang lebih rendah dari skala
Telemetri membolehkan pengukuran getaran dan keadaan pada komponen berputar yang tidak dapat dicapai oleh penderia pegun, memberikan akses kepada parameter kritikal seperti tegasan kilasan aci, terikan bilah dan suhu pemutar. Walaupun kompleks dan mahal, sistem telemetri memberikan keupayaan pengukuran unik yang penting untuk aplikasi khusus dalam pembangunan jentera turbo, analisis kilasan dan pencirian dinamik rotor termaju.