Transdusere: Sensorene for vibrasjonsanalyse

Definisjon: Hva er en transduser?

I sammenheng med vibrasjonsanalyse, en transduser er en enhet som konverterer fysisk, mekanisk bevegelse (vibrasjon) til et proporsjonalt elektrisk signal. Dette elektriske signalet kan deretter behandles, måles og analyseres av en datainnsamler eller et overvåkingssystem. Transdusere er de primære sensorene og det aller første leddet i målekjeden; uten en pålitelig transduser er ingen meningsfull analyse mulig. Valg av transduser er en kritisk beslutning som avhenger av maskintypen, dens hastighet og de spesifikke feilene som overvåkes.

De tre hovedtypene av vibrasjonstransdusere

Det finnes tre hovedtyper transdusere som brukes i industriell maskinovervåking, som hver måler en annen fysisk vibrasjonsparameter.

1. Akselerometeret (måler akselerasjon)

Den akselerometer er den desidert vanligste og mest allsidige vibrasjonstransduseren. Den måler akselerasjonen til strukturen den er montert på.

• Prinsipp: De fleste industrielle akselerometre er piezoelektriske, og bruker en krystall som genererer en spenning når den blir belastet av en indre masse.
• Styrker: De har et ekstremt bredt frekvensområde, er svært robuste, finnes i mange forskjellige utførelser og kan brukes på nesten alle typer maskiner. De er spesielt utmerkede for å oppdage høyfrekvente hendelser.
• Primær bruk: Generell maskinovervåking, fra lavhastighetsmaskiner til turbomaskiner med svært høy hastighet. De er den foretrukne sensoren for å oppdage høyfrekvente feil som lager- og girfeil.

2. Hastighetstransduseren (måler hastighet)

A hastighetstransduser er en elektrodynamisk sensor som direkte måler vibrasjonshastigheten.

• Prinsipp: Den fungerer som en mikrofon, med en spole av tråd hengende i et magnetfelt. Når huset vibrerer, genererer den relative bevegelsen mellom spolen og magneten en spenning proporsjonal med hastigheten.
• Styrker: De produserer et sterkt signal med lavt støynivå i mellomfrekvensområdet (ca. 10 Hz til 1000 Hz), som er der de vanligste feilene som ubalanse og feiljustering oppstår. De krever ikke ekstern strøm.
• Svakheter: De er mer skjøre enn akselerometre, har et begrenset frekvensområde og er følsomme for magnetfelt og monteringsretning. De har i stor grad blitt erstattet av akselerometre kombinert med elektronisk integrasjon for å beregne hastighet.
• Primær bruk: Historisk brukt til generell maskinovervåking før robuste akselerometre ble vanlige. Brukes fortsatt noen ganger til permanent overvåking i mellomfrekvensområdet.

3. Nærhetssonden (måler forskyvning)

Den nærhetssonde (eller virvelstrømssonde) er en berøringsfri transduser som måler forskyvningen til en roterende aksel.

• Prinsipp: Den bruker et elektromagnetisk felt til å indusere og måle virvelstrømmer på akseloverflaten, noe som gjør at den kan måle gapet mellom probespissen og akselen.
• Styrker: Den måler den faktiske bevegelsen til selve akselen, ikke maskinhuset. Den er berøringsfri, og målingen går ned til 0 Hz (DC), slik at den kan måle akselens gjennomsnittlige posisjon samt vibrasjon.
• Primær bruk: Viktig for å beskytte og overvåke kritiske høyhastighetsturbomaskiner med væskefilmlagre, som turbiner og kompressorer. Det brukes til å analysere fenomener som akselbaner og senterlinjeposisjon.

Velge riktig transduser

Valg av transduser er et kritisk trinn i oppsettet av et overvåkingsprogram. Den generelle regelen er å velge den transduseren som er mest følsom i frekvensområdet til de forventede feilene:

• Bruk nærhetsprober for akselbevegelse på væskefilmlagermaskiner.
• Bruk akselerometre for alt annet, ettersom de er de mest allsidige. Signalet kan integreres til hastighet for å analysere mellomfrekvente feil eller brukes direkte som akselerasjon for høyfrekvente feil.

← Tilbake til hovedindeksen