Hva er et piezoelektrisk akselerometer? Vibrasjonssensor • Bærbar balanserer, vibrasjonsanalysator "Balanset" for dynamisk balansering av knusere, vifter, mulchere, skruer på skurtreskere, aksler, sentrifuger, turbiner og mange andre rotorer Hva er et piezoelektrisk akselerometer? Vibrasjonssensor • Bærbar balanserer, vibrasjonsanalysator "Balanset" for dynamisk balansering av knusere, vifter, mulchere, skruer på skurtreskere, aksler, sentrifuger, turbiner og mange andre rotorer

Hva er et piezoelektrisk akselerometer? Vibrasjonssensor

Publisert av admin på

Forstå piezoelektriske akselerometre

Definisjon: Hva er et piezoelektrisk akselerometer?

Piezoelektrisk akselerometer er en vibrasjon sensor som bruker den piezoelektriske effekten – der visse krystaller genererer elektrisk ladning når de blir mekanisk belastet – for å konvertere mekanisk akselerasjon til et elektrisk signal proporsjonalt med vibrasjonsamplituden. Når sensoren opplever akselerasjon, komprimerer eller strekker en intern masse (seismisk masse) piezoelektriske krystallelementer, og genererer en elektrisk ladning eller spenning som betinges og sendes ut som et målesignal.

Piezoelektriske akselerometre er de mest brukte vibrasjonssensorene i industrielle applikasjoner på grunn av deres brede frekvensområde (0,5 Hz til 50+ kHz), høye følsomhet, robusthet og selvgenererende natur (krever ingen ekstern strømkilde for selve sensorelementet). De danner grunnlaget for moderne vibrasjonsanalyse og tilstandsovervåkingsprogrammer.

Piezoelektrisk effekt

Fysisk prinsipp

  • Enkelte krystaller (kvarts, turmalin) og keramikk (PZT, bariumtitanat) er piezoelektriske
  • Mekanisk stress genererer elektrisk ladning på krystalloverflater
  • Ladning proporsjonal med påført kraft
  • Reversibel effekt (påføring av spenning forårsaker deformasjon)
  • Selvgenererende (ingen strøm nødvendig for generering av ladning)

I akselerometeret

  1. Vibrasjon akselererer sensorbase og -hus
  2. Intern seismisk masse opplever kraft (F = m × a)
  3. Kraft komprimerer piezoelektrisk krystall
  4. Krystall genererer ladning proporsjonal med kraft (og dermed akselerasjon)
  5. Ladning samlet på elektroder og konvertert til målbart signal

Typer piezoelektriske akselerometre

Av intern design

Kompresjonstype

  • Vanligste design
  • Krystall komprimert mellom masse og base
  • Robust, bredt temperaturområde
  • Bra for tøffe miljøer

Skjærtype

  • Krystall skjært av massebevegelse
  • Utmerket isolasjon av basebelastning
  • Bedre lavfrekvensrespons
  • Mindre følsom for temperaturendringer
  • Premium ytelse

Bøyningstype (fleksibel type)

  • Krystall i bøyekonfigurasjon
  • Høy følsomhet mulig
  • Mindre vanlig i industrielle applikasjoner

Etter elektronikktype

Lademodus

  • Utgangen er ladning (pikocoulomb)
  • Krever ekstern ladeforsterker
  • Ekstrem temperaturkapasitet (opptil 650 °C)
  • Høyimpedansutgang (følsom for kabel)
  • Spesialiserte applikasjoner

IEPE/ICP (Spenningsmodus)

  • Innebygd elektronikk omdanner ladning til spenning
  • IEPE er bransjestandard
  • Lavimpedansutgang
  • Enkel tilkobling
  • 95%+ av industrielle applikasjoner

Ytelsesspesifikasjoner

Følsomhet

  • Utgang per enhetsakselerasjon (mV/g, pC/g)
  • Typisk: 10–100 mV/g for IEPE; 1–100 pC/g for lademodus
  • Høyere følsomhet = bedre oppløsning, men lavere rekkevidde
  • Valg basert på forventede vibrasjonsnivåer

Frekvensområde

  • Lavfrekvens: 0,5–5 Hz avhengig av elektronikk
  • Høy frekvens: 5–50 kHz til resonans
  • Brukbart område: Typisk til 1/3 av resonansfrekvensen
  • Montering påvirker: Monteringsmetode begrenser høyfrekvensrespons

Amplitudeområde

  • Generelt bruk: ±50 g til ±500 g
  • Høy følsomhet: ±5g til ±50g
  • Støtsensorer: ±500 g til ±10 000 g
  • Må ikke overskride rekkevidden (klipping, skade)

Utvalgskriterier

For generell maskinovervåking

  • 100 mV/g IEPE-akselerometer
  • ±50 g rekkevidde
  • Frekvensområde 1 Hz – 10 kHz
  • Industriell temperaturklassifisering (-40 til +120 °C)
  • Hermetisk forseglet

For deteksjon av lagerfeil

  • Høyere frekvensrespons (opptil 20+ kHz)
  • Moderat følsomhet (10–50 mV/g)
  • Bredt dynamisk område
  • Boltmontering for best mulig høyfrekvenskobling

For høytemperaturapplikasjoner

  • Høytemperatur IEPE (opptil 175 °C) eller lademodus (opptil 650 °C)
  • Spesialmontering og kabling
  • Kan ofre noe ytelse for temperaturkapasitet

Montering og installasjon

Monteringseffekter på ytelse

  • Boltfeste: Best (flat til 10+ kHz)
  • Selvklebende: Bra (flat til 7–8 kHz)
  • Magnetisk: Akseptabel (flat til 2–3 kHz)
  • Sonde/Håndholdt: Dårlig (begrenset til lave frekvenser, kvalitativ)

Installasjonskrav

  • Ren, flat monteringsflate
  • Riktig moment for montering av bolter
  • Tynt, jevnt limlag
  • Magnetisk base helt på plass
  • Kabelen er sikret for å forhindre trekking

Piezoelektriske akselerometre, spesielt IEPE-typer, er ryggraden i industriell vibrasjonsovervåking. Kombinasjonen av bred frekvensrespons, høy følsomhet, robusthet og (for IEPE) enkelhet gjør dem til den foretrukne sensoren for tilstandsovervåking, diagnostikk og balansering i de aller fleste roterende maskinapplikasjoner over hele verden.

← Tilbake til hovedindeksen

Kategorier:
WhatsApp