Forstå triboelektrisk støy

Definisjon: Hva er triboelektrisk støy?

Triboelektrisk støy er en form for elektrisk interferens som kan forurense vibrasjonssignaler, spesielt de fra piezoelektriske akselerometreDet er et lavfrekvent støysignal som genereres når selve sensorkabelen utsettes for mekanisk bevegelse, for eksempel bøying, fleksing eller støt. Denne støyen er ikke relatert til den faktiske vibrasjonen til maskinen som måles, og kan derfor føre til betydelige målefeil hvis den ikke kontrolleres riktig.

Årsaken: Den triboelektriske effekten

Støyen genereres av triboelektrisk effekt, et fenomen der statisk ladning oppstår når to forskjellige materialer bringes i kontakt med hverandre og deretter separeres. En typisk koaksial akselerometerkabel består av en sentral leder, et dielektrisk (isolerende) lag og en ytre skjerm.

Når kabelen bøyes, gnis dielektrikumet og det ytre skjoldet mot hverandre, noe som genererer en liten mengde statisk ladning. Denne ladningen skaper en spenning som plukkes opp av den svært følsomme forsterkeren som er koblet til den piezoelektriske sensoren. Resultatet er en lavfrekvent «rumling» eller falsk spenningstopp i vibrasjonssignalet som ikke har noe med maskinens vibrasjon å gjøre.

Kjennetegn ved triboelektrisk støy

• Lavfrekvens: Støyen er hovedsakelig et lavfrekvent fenomen, som vanligvis oppstår under 10 Hz.
• Falske pigger: Det opptrer ofte som tilfeldige topper med høy amplitude i tidsbølgeform.
• «Ski-Slope»-spektrum: I en FFT-spektrum, kan det bidra til en «skibakke»-effekt, der støygulvet er veldig høyt i den lavfrekvente enden av spekteret og deretter faller av.
• Ikke gjentakbar: Støyen er ikke synkron med maskinens rotasjon og kan ikke repeteres mellom målingene.

Hvorfor er det et problem?

Triboelektrisk støy kan maskere de virkelige lavfrekvente vibrasjonssignalene fra en maskin. Dette er et betydelig problem når man analyserer maskiner med lav hastighet, der viktig diagnostisk informasjon (som ubalanse og feiljustering ved 1X RPM) befinner seg ved disse lave frekvensene. Støyen kan enten skjule disse virkelige signalene eller forveksles med dem, noe som fører til feildiagnose.

Slik forhindrer du triboelektrisk støy

Forebygging av triboelektrisk støy oppnås gjennom riktig kabelvalg og installasjonsteknikker:

1. Bruk kabel av høy kvalitet med lavt støynivå: Anerkjente sensorprodusenter tilbyr «lavstøy»-kabler. Disse kablene har et spesielt ledende grafittlag påført mellom dielektrikumet og det ytre skjoldet. Dette laget fungerer som en drenering, som forhindrer oppbygging av statisk ladning og reduserer den triboelektriske effekten dramatisk.
2. Fest kabelen: Dette er det viktigste praktiske trinnet. Kabelen bør festes godt eller limes til maskinoverflaten så nær sensoren som mulig. Dette sikrer at kabelen vibrerer *med* maskinen i stedet for å bøye seg og bevege seg uavhengig. Eventuelle løse løkker eller dinglende kabeldeler er viktige kilder til støy.
3. Unngå kabelstøt: Sørg for at kabelen er ført unna alle kilder til støt eller visk, som roterende aksler eller andre bevegelige maskindeler.
4. Riktig jording: Selv om det ikke er direkte relatert til den triboelektriske effekten, er det viktig å sørge for at sensoren og kablene er riktig jordet i henhold til produsentens instruksjoner for å forhindre andre former for elektrisk støy, for eksempel jordsløyfer.

Ved å bruke riktig type kabel og, viktigst av alt, sørge for at den er ordentlig festet, kan effektene av triboelektrisk støy nesten elimineres fullstendig, noe som fører til renere og mer pålitelige lavfrekvente vibrasjonsdata.

← Tilbake til hovedindeksen