Forstå IEPE akselerometre
Definisjon: Hva er et IEPE-akselerometer?
IEPE-akselerometer (Integrert elektronikk piezoelektrisk, også kalt ICP®, spenningsmodus eller konstantstrømsakselerometer) er en piezoelektrisk akselerometer med innebygd signalbehandlingselektronikk drevet av en konstant strøm (vanligvis 2–20 mA) levert gjennom den samme totrådskabelen som fører utgangssignalet. Den interne elektronikken konverterer høyohmladningen fra den piezoelektriske krystallen til en lavohmig spenningsutgang, noe som eliminerer behovet for ekstern ladeforsterkere og muliggjør bruk av enkle, rimelige koaksialkabler over lange avstander.
IEPE-akselerometre har blitt industristandarden for industrielle vibrasjon overvåking, brukt i over 90% av applikasjoner på grunn av deres enkelhet, pålitelighet og kostnadseffektivitet. De er den foretrukne sensoren for tilstandsovervåking, balansering, og feilsøking i de fleste industrielle miljøer.
Driftsprinsipp
Intern konstruksjon
- Piezoelektrisk element: Genererer ladning proporsjonal med akselerasjon
- Innebygd forsterker: FET- eller IC-forsterker inne i sensorhuset
- Impedanskonvertering: Konverterer høyohmig ladning (pC) til lavohmig spenning (mV)
- Enkel kabel: Tolederkabel for både strøm og signal
Strøm- og signalvei
- Instrumentet gir konstant strøm (vanligvis 4 mA)
- Strøm driver intern elektronikk
- Vibrasjon modulerer spenningen på samme kabel
- AC-koblet utgang (vibrasjonssignal) drives av likespenning
- Instrumentet skiller likestrøm fra vekselstrømssignal
Viktige fordeler
Enkelhet
- Ingen ekstern forsterker nødvendig
- Enkel totrådstilkobling
- Standard koaksialkabel (lav kostnad)
- Enkel installasjon og oppsett
Lang kabelkapasitet
- Lavimpedansutgang driver lange kabler
- Kabellengder på opptil 300 m (1000 fot) praktisk
- Minimal signalforringelse
- Ingen spesielle krav til kabel
Støyimmunitet
- Lavimpedans mindre utsatt for elektrisk interferens
- Bedre EMI/RFI-avvisning enn lademodus
- Egnet for elektrisk støyende miljøer
Kostnadseffektivitet
- Eliminerer dyre ladeforsterkere
- Reduserer systemkostnadene
- Lavere installasjonskostnader
- Sensorer i bransjestandard er lett tilgjengelige
Spesifikasjoner og ytelse
Typiske spesifikasjoner
- Følsomhet: 10–100 mV/g vanlig (100 mV/g standard)
- Frekvensområde: 0,5 Hz – 10 kHz (lavfrekvent avskjæring fra AC-kobling)
- Måleområde: ±50 g til ±500 g typisk
- Temperaturområde: -50 °C til +120 °C standard; høytemperaturversjoner opp til +175 °C
- Strøm kreves: 18–30 VDC, 2–20 mA konstant strøm
Ytelsesegenskaper
- Utmerket linearitet (vanligvis < 1%-feil)
- Lavt støynivå på gulvet
- God flathet i frekvensresponsen
- Stabil kalibrering over tid
Begrensninger
Lavfrekvent respons
- AC-koblet utgang (kondensatorblokkerer DC)
- Lavfrekvent avskjæring vanligvis 0,5–2 Hz (-3 dB-punkt)
- Kan ikke måle ekte DC eller veldig langsomme endringer
- Tilstrekkelig for de fleste maskiner (>300 o/min), men begrensning for svært lave hastigheter
Temperaturbegrensninger
- Standard IEPE begrenset til ~120°C
- Høytemperaturversjoner opp til 175 °C, men dyrere
- Over grenseverdiene, elektronikken svikter
- Alternativ: lademodus-akselerometre for svært høye temperaturer (>200 °C)
Jordsløyfefølsomhet
- Vanlig modusavvisning moderat
- Kan påvirkes av potensialforskjeller i jord
- Riktig jording og isolasjon er viktig
- Vanligvis ikke noe problem med riktig installasjon
Bruksområder
Tilstandsovervåking
- Rutebasert datainnsamling med datainnsamlere
- Permanente online overvåkingssystemer
- Midlertidig overvåking for feilsøking
- Den vanligste industrielle vibrasjonssensoren
Balansering
- Målinger av feltbalansering
- Verkstedbalanseringsmaskiner
- Amplitude- og fasemåling
Aksepttesting
- Igangkjøring av nytt utstyr
- Verifisering etter reparasjon
- Kontraktsmessig vibrasjonsverifisering
IEPE vs. andre akselerometertyper
IEPE vs. lademodus
- IEPE: Innebygd elektronikk, enkel kabel, lavere kostnad, begrenset temperatur
- Lademodus: Ingen elektronikk, krever ladeforsterker, ekstreme temperaturer mulig
- Bruk IEPE: 95% av industrielle applikasjoner
- Bruksavgift: Ekstreme temperaturer (>175 °C), kjernefysiske miljøer, spesielle bruksområder
IEPE vs. MEMS
- IEPE: Piezoelektrisk krystall, høyere ytelse, industristandard
- MEMS: Mikromaskinert silisium, lavere kostnader, integrerte systemer
- IEPE-fordeler: Bedre følsomhet, bredere båndbredde, dokumentert pålitelighet
- MEMS-fordeler: Lavere kostnad, mindre størrelse, DC-respons
Beste praksis for installasjon
Monteringsmetoder
- Boltfeste: Beste ytelse, høyeste frekvens (opptil 10+ kHz)
- Selvklebende: God ytelse, semi-permanent (til 7–8 kHz)
- Magnetisk: Praktisk, akseptabel for rutinemessig overvåking (til 2–3 kHz)
- Håndholdt: Kun hurtigscreening, begrenset nøyaktighet og frekvensområde
Kabelhensyn
- Bruk koaksialkabel av god kvalitet
- Unngå kabelskader (knusing, skarpe bøyer)
- Sikre kabelen for å forhindre vibrasjoner
- Hold kablene unna høyspenningskilder
- Verifiser kontinuitet og isolasjon
Verifisering av strømforsyning
- Kontroller at instrumentet gir riktig konstant strøm (typisk 2–20 mA)
- Sjekk biasspenningen (vanligvis 8–12 VDC)
- Sørg for tilstrekkelig forsyningsspenning (18–30 VDC)
- Test med en sensor som er kjent for å bekrefte instrumentet
IEPE-akselerometre representerer den optimale balansen mellom ytelse, enkelhet og kostnad for industriell vibrasjonsovervåking. Deres integrerte elektronikk, enkle tilkoblingsmuligheter og robuste ytelse har gjort dem til det overveldende valget for tilstandsovervåking, balansering og feilsøkingsapplikasjoner på tvers av alle bransjer, og erstatter eldre lademodus- og spenningsutgangsteknologier i de fleste standardapplikasjoner.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 