Memahami Transduser Seismik
Definisi: Apakah itu Transduser Seismik?
Transduser seismik (juga dipanggil sensor seismik atau transduser inersia) ialah a getaran penderia yang menggunakan jisim seismik dalaman (jisim bukti) yang digantung oleh spring atau elemen pematuhan lain sebagai rujukan inersia untuk mengukur gerakan mutlak tapak penderia. Apabila perumahan penderia bergetar, jisim inersia cenderung untuk kekal pegun di angkasa (di atas frekuensi semula jadi sistem spring-jisim), dan gerakan relatif antara perumahan bergetar dan jisim yang agak pegun diukur dan ditukar kepada isyarat elektrik yang mewakili getaran.
Istilah "seismik" berasal daripada pengukuran gempa bumi (seismometer) di mana prinsip ini mula-mula digunakan-jisim terampai kekal secara relatif tidak bergerak semasa tanah bergerak di bawahnya. Dalam pemantauan jentera, kedua-duanya transduser halaju and accelerometers adalah transduser seismik, walaupun istilah ini paling kerap dikaitkan dengan pikap halaju.
Prinsip Operasi
Sistem Mass-Spring-Damper
- Jisim Seismik: Digantung di dalam perumahan sensor
- musim bunga: Spring mekanikal atau lentur yang menyokong jisim
- redaman: Redaman udara, magnetik atau bendalir
- Transduksi: Pergerakan relatif ditukar kepada isyarat elektrik
Kawasan Respons Kekerapan
- Di bawah Frekuensi Semulajadi: Jisim dan perumahan bergerak bersama (tindak balas yang lemah)
- Pada Frekuensi Semulajadi: Resonans (dikuatkan tetapi diherotkan)
- Di atas Frekuensi Semulajadi: Pegun jisim, perumahan bergetar (kawasan ukuran yang baik)
- Julat Boleh Digunakan: Biasanya > 2× frekuensi semula jadi
Jenis-jenis Transduser Seismik
Transduser Halaju (Gegelung Bergerak)
- Magnet digantung oleh spring di dalam gegelung
- Halaju relatif menjana voltan (aruhan elektromagnet)
- Frekuensi semula jadi biasanya 8-15 Hz
- Boleh digunakan melebihi 16-30 Hz
- Mengukur halaju secara langsung
Accelerometer
- Piezoelektrik: Kristal Piezo merasakan daya jisim
- MEMS: Penderiaan kapasitif atau piezoresistif
- Frekuensi semula jadi yang lebih tinggi (10-30 kHz)
- Boleh digunakan dari ~1 Hz ke atas
- Mengukur pecutan
Penderia Seismik lwn. Bukan Seismik
Penderia Seismik (Rujukan Inersia)
- Accelerometer, transduser halaju
- Ukur gerakan mutlak
- Dipasang pada struktur bergetar
- Jisim dalaman menyediakan rujukan
- Paling biasa untuk pemantauan jentera
Penderia Bukan Seismik (Rujukan Luaran)
- Kuar kedekatan (arus pusar)
- Ukur gerakan relatif antara dua permukaan
- Memerlukan titik pelekap pegun
- Ukur pergerakan aci berbanding galas
- Digunakan untuk pengukuran getaran aci
Kelebihan Reka Bentuk Seismik
Rujukan Sendiri
- Tiada rujukan luar diperlukan
- Boleh dipasang di mana-mana pada struktur bergetar
- Mengukur gerakan mutlak dalam ruang inersia
serba boleh
- Jenis sensor tunggal untuk banyak aplikasi
- Pemasangan sementara atau kekal
- Mudah alih antara mesin
Had
Had Respons Kekerapan
- Tidak boleh mengukur di bawah ~2× frekuensi semula jadi dengan pasti
- Transduser halaju lemah di bawah 15-20 Hz
- Tukar ganti: frekuensi semula jadi rendah (tindak balas frekuensi rendah yang baik) berbanding saiz besar
Mengukur Pergerakan Perumahan
- Mengukur perumahan galas, bukan aci secara langsung
- Getaran perumahan ≠ getaran aci (dijejaskan oleh kekakuan galas, struktur)
- Untuk gerakan aci langsung, perlukan probe proximity
Aplikasi
Pemantauan Keadaan Jentera
- Pengukuran perumahan galas
- Arah aliran getaran keseluruhan
- Kecacatan galas pengesanan
- Diagnostik jentera am
Getaran Struktur
- Getaran bangunan dan asas
- Pemantauan seismik (gempa bumi)
- Getaran tanah daripada jentera
Analisis Modal
- Ukur tindak balas struktur terhadap kesan
- Tentukan frekuensi semula jadi dan bentuk mod
- Pengukuran fungsi pemindahan
Transduser seismik, menggunakan jisim dalaman sebagai rujukan inersia, membentuk asas pengukuran getaran dalam pemantauan jentera berputar. Memahami prinsip seismik—bagaimana jisim terampai membolehkan pengukuran gerakan mutlak—menerangkan kedua-dua keupayaan dan had pecutan dan transduser halaju, kuda kerja program analisis getaran industri.