Forstå velometeret (hastighetssensoren)
A fartmåler, mer formelt kalt en hastighetstransduser eller hastighetssensor, er en type transduser brukes til å måle vibrasjon. Det som kjennetegner den, er at den produserer en elektrisk utgangseffekt som er direkte proporsjonal med hastighet av den vibrerende overflaten den er festet til. Dette skiller den fra en akselerometer, hvis produksjon er proporsjonal med akselerasjon, og fra en nærhetssonde, hvis produksjon er proporsjonal med forskyvning.
1. Definisjon: Hva er et velometer?
Siden hastighet er den parameteren de fleste internasjonale standarder bruker for å vurdere hvor ujevnt en maskin går, er en sensor som måler hastigheten direkte, et attraktivt konsept. Det klassiske velometeret er en selvstendig, selvgenererende enhet – den trenger ingen strømforsyning og ingen signalbehandling for å produsere et brukbart utsignal. Selv om det nå er mindre vanlig enn akselerometeret i moderne bærbar datainnsamling, har velometeret fortsatt reelle anvendelser, særlig i permanent overvåking av maskiner med middels hastighet og som en del av den bredere familien av seismiske transdusere som måler bevegelse i forhold til det frie rommet, snarere enn i forhold til en fast struktur.
2. Hvordan en velometer fungerer
Tradisjonelle velometre er elektrodynamiske sensorer. De fungerer etter samme prinsipp som en dynamisk mikrofon eller en gitarpickup, og er underlagt Faradays induksjonslov:
- Inne i huset finnes en trådspole som er opphengt i myke fjærer.
- En permanentmagnet er fastmontert på huset.
- Når sensoren er montert på en vibrerende maskin, beveger huset og magneten seg sammen med maskinens overflate.
- På grunn av sin treghet har den fjæropphengte spolen en tendens til å holde seg i ro i rommet (dette er det seismiske prinsippet).
- Den relative bevegelsen mellom den bevegelige magneten og den nesten stasjonære spolen induserer en spenning i spolen.
- I henhold til Faradays lov er den induserte spenningen direkte proporsjonal med hastigheten på den relative bevegelsen – akkurat den størrelsen vi er ute etter.
Fjær-masse-systemet oppfører seg bare slik over sin egen naturlig frekvens (ofte rundt 8–10 Hz), noe som utgjør sensorens nedre frekvensgrense. Det finnes også moderne «piezoelektriske velometre»: disse er i hovedsak akselerometre med innebygd elektronikk integrering en krets som omformer akselerasjon til et hastighetssignal inne i selve sensoren, og dermed unngår de skjøre bevegelige delene i den elektrodynamiske konstruksjonen.
3. Fordeler og ulemper med velometre
Fordeler
- Direkte hastighetsutgang: de måler hastigheten umiddelbart — den parameteren som oftest brukes til å vurdere vibrasjonsintensitet på allmennanvendt maskineri i frekvensbåndet fra ca. 10 Hz til 1 000 Hz (i henhold til ISO 20816(den moderne etterfølgeren til ISO 10816). Det kreves ingen integrering i analysatoren, noe som gjør signalkjeden enkel.
- Selvforsynt (passiv): Tradisjonelle elektrodynamiske hastighetsmålere genererer sitt eget signal og trenger ingen ekstern strømforsyning, noe som er nyttig i enkelte industrielle installasjoner og i farlige områder.
- God lavfrekvensrespons: Over sin egenfrekvens er de generelt mer følsomme ved lavere frekvenser enn mange allmenne akselerometre, og gir et sterkt, klart signal der det forekommer ubalanse og feilinnretting.
Ulemper
- Begrenset frekvensområde: Deres anvendbare frekvensbånd er smalere enn et akselerometers. De er ikke egnet for høyfrekvente støt fra lagerfeil eller defekter i girkassen, som ligger godt over deres avklingningskurve.
- Bevegelige deler: Den interne fjær- og spiralkonstruksjonen kan bli utsatt for utmattingsskader, forskyve seg eller svikte fullstendig, særlig ved bruk i miljøer med sterke vibrasjoner.
- Følsomhet for orientering: De må monteres i den retningen de er beregnet for (vertikalt eller horisontalt), fordi tyngdekraften forspenner fjæropphenget.
- Større og tyngre: De er vanligvis mye større og tyngre enn et moderne akselerometer, noe som kan føre til stor belastning på lette konstruksjoner.
- Følsomhet overfor magnetfelt: Sterke eksterne felt, for eksempel i nærheten av store motorer, kan påvirke spolen og forvanske måleresultatet.
4. Velometer vs. Akselerometer
For moderne bærbar datainnsamling og vibrasjonsdiagnostikk, den akselerometer er det foretrukne valget. Frekvensresponsen er langt bredere og jevnere, slik at et enkelt akselerometer fanger opp både lavfrekvente vibrasjoner fra ubalanse og svært høyfrekvente vibrasjoner fra feil i lagre og tannhjul. vibrasjonsanalysator ... og integrerer deretter akselerasjonssignalet elektronisk for å vise hastighet eller forflytning etter behov — én robust sensor som dekker alt det som hastighetsmåleren gjorde, og mye mer i tillegg. Dette er nøyaktig hvordan den bærbare tokanals Balanset-1A fungerer i praksis: Den registrerer akselerasjon fra akselerometerne, beregner hastigheten for å vurdere alvorlighetsgraden i henhold til ISO-klassifiseringen, og bruker det samme signalet til å måle 1×-amplituden og fasen som kreves for balanse i ett og to plan. Hvis du trenger å konvertere måleverdier mellom ulike sensortyper, kan vår Vibrasjonsenhetsomformer veksler smidig mellom mm/s, µm og g.
Velometre finnes i dag hovedsakelig som fastmonterte sensorer på maskiner med middels hastighet – vifter, pumper og motorer – og særlig i eldre anlegg der de opprinnelig ble spesifisert som overvåkingssensorer og fortsetter å yte trofast tjeneste tiår etter tiår.
