Czym jest przetwornik prędkości? Czujnik drgań sejsmicznych • Przenośny wyważacz, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników Czym jest przetwornik prędkości? Czujnik drgań sejsmicznych • Przenośny wyważacz, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników

Czym jest przetwornik prędkości? Czujnik drgań sejsmicznych

Opublikowane przez admin w dniu

Zrozumienie przetworników prędkości

Definicja: Czym jest przetwornik prędkości?

Przetwornik prędkości (nazywany również wezomierz, czujnik sejsmiczny lub czujnik z ruchomą cewką) jest samogenerującym się wibracja czujnik wytwarzający napięcie wyjściowe wprost proporcjonalne do drgań prędkość Bez konieczności zewnętrznego zasilania ani kondycjonowania sygnału. Działa w oparciu o zasadę indukcji elektromagnetycznej – magnes zawieszony na sprężynach porusza się względem cewki w momencie wystąpienia drgań, generując napięcie proporcjonalne do prędkości względnej między cewką a magnesem, która jest równa prędkości drgań.

Przetworniki prędkości były dominującym czujnikiem drgań w latach 50. i 80. XX wieku i nadal są stosowane w stałych instalacjach monitorujących oraz niektórych urządzeniach przenośnych. Zostały jednak w dużej mierze zastąpione przez akcelerometry w nowych instalacjach ze względu na mniejsze rozmiary akcelerometrów, szerszy zakres częstotliwości i wyższą częstotliwość wymaganą do wykrywania uszkodzeń łożysk.

Zasada działania

Indukcja elektromagnetyczna

  • Magnes trwały zawieszony na sprężynach wewnątrz cewki
  • Wibracje powodują ruch obudowy i cewki
  • Bezwładność magnesu utrzymuje go w stanie względnej stacjonarności (powyżej rezonansu)
  • Ruch względny między cewką a magnesem
  • Ruch indukuje napięcie w cewce (prawo Faradaya: V ∝ prędkość)
  • Napięcie wyjściowe wprost proporcjonalne do prędkości drgań

Samogenerujący się

  • Nie wymaga zewnętrznego zasilania
  • Transdukcja pasywna
  • Proste połączenie (dwa przewody)
  • Wbudowana odporność na awarie (brak problemów z zanikiem zasilania)

Charakterystyka

Odpowiedź częstotliwościowa

  • Granica niskiej częstotliwości: Częstotliwość naturalna (zwykle 8-15 Hz)
  • Zakres użytkowy: Powyżej 2× częstotliwości naturalnej (minimum 16-30 Hz)
  • Granica wysokiej częstotliwości: Zwykle 1-2 kHz
  • Odpowiedź płaska: Szeroki, płaski obszar w zasięgu użytkowym
  • Najlepsze dla: 10-1000 Hz (częstotliwości maszyn ogólnych)

Wrażliwość

  • Typowo: 10–500 mV na cal/sek. (400–20 000 mV na mm/s)
  • Typowe: 100 mV/in/s lub 4000 mV/mm/s
  • Wyższa czułość w zastosowaniach o niskim poziomie wibracji
  • Niższa czułość w przypadku pomiarów o dużym natężeniu drgań

Rozmiar i waga

  • Stosunkowo duże (50-100 mm długości, 25-40 mm średnicy)
  • Ciężki (typowo 100-500 gramów)
  • Znacznie większe niż akcelerometry
  • Masa może mieć wpływ na pomiary lekkich konstrukcji

Zalety

Bezpośrednie wyjście prędkości

  • Bezpośrednio mierzy prędkość drgań (bez konieczności całkowania)
  • Zgodny ze specyfikacją normy ISO (prędkość RMS)
  • Proste przetwarzanie sygnału
  • Naturalne dla analizy opartej na prędkości

Samogenerujący się

  • Nie wymaga zasilania
  • Proste połączenie dwuprzewodowe
  • Nie może zawieść z powodu utraty zasilania
  • Niższy koszt systemu (nie wymaga zasilania)

Dobra odpowiedź niskich częstotliwości

  • Możliwość użycia w zakresie 10-15 Hz (lepsza niż wiele akcelerometrów)
  • Nadaje się do maszyn o niskiej prędkości (do ~600 obr./min)
  • Naturalne dla zastosowań odpowiadających zakresowi częstotliwości

Wady

Ograniczona odpowiedź wysokoczęstotliwościowa

  • Zwykle ograniczone do maksymalnie 1-2 kHz
  • Nie można wykryć usterek łożysk o wysokiej częstotliwości (5-20 kHz)
  • Nieodpowiednie do analizy koperty
  • Główne ograniczenia w porównaniu z akcelerometrami

Rozmiar i waga

  • Duże, ciężkie czujniki
  • Trudny do zamontowania na małych maszynach
  • Obciążenie masowe wpływa na lekkie konstrukcje
  • Mniej przenośne niż akcelerometry

Kruchość

  • Sprężyny wewnętrzne i ruchomy magnes mogą ulec uszkodzeniu w wyniku wstrząsu
  • Wrażliwy na radzenie sobie z nadużyciami
  • Może ulec uszkodzeniu w wyniku upuszczenia
  • Więcej konserwacji niż w przypadku akcelerometrów półprzewodnikowych

Ograniczenia temperaturowe

  • Siła magnesu maleje wraz z temperaturą
  • Zwykle ograniczone do 120°C
  • Mniejsze możliwości niż akcelerometry w trybie ładowania

Gdzie nadal używane

Trwałe instalacje legacy

  • Starsze systemy monitorowania turbomaszyn
  • Wymiana w naturze istniejących instalacji
  • Utrzymuje kompatybilność z istniejącymi systemami

Zastosowania o niskiej częstotliwości

  • Sprzęt o bardzo niskiej prędkości (< 300 obr./min)
  • Gdzie zakres częstotliwości 10-1000 Hz jest odpowiedni
  • Proste monitorowanie prędkości bez konieczności stosowania wysokich częstotliwości

Wymagania szczegółowe

  • Gdzie potrzebna jest samogenerująca się przewaga
  • Wymagania bezpieczeństwa wewnętrznego (bez zasilania)
  • Preferowany bezpośredni sygnał wyjściowy prędkości

Montowanie

Metody

  • Montaż na kołkach do otworów gwintowanych (najczęściej spotykany)
  • Montaż uchwytu z płytkami adapterowymi
  • Montaż magnetyczny (jeśli powierzchnia magnetyczna i czujnik nie są zbyt ciężkie)

Rozważania

  • Niezbędne jest sztywne mocowanie (ciężki czujnik)
  • Mocno dokręć, aby zapobiec drganiom czujnika
  • Sprawdź, czy powierzchnia montażowa jest płaska i czysta
  • Odciążenie kabla zapobiegające jego wyciąganiu

Nowoczesne alternatywy

Dlaczego akcelerometry są preferowane

  • Znacznie mniejszy i lżejszy
  • Szeroki zakres częstotliwości (0,5 Hz – 50 kHz)
  • Lepsze wykrywanie wad łożysk
  • Bardziej wytrzymały
  • Niższy koszt
  • Trend w branży w kierunku akcelerometrów

Integracja jako alternatywa

  • Zmierz przyspieszenie, zintegruj z prędkością
  • Umożliwia pomiar prędkości z wykorzystaniem zalet akcelerometru
  • Nowoczesne instrumenty zapewniają przejrzystość integracji

Kalibracja i konserwacja

Kalibracja

  • Kalibracja stołu wibracyjnego
  • Sprawdź czułość (mV/in/s lub mV/mm/s)
  • Sprawdź odpowiedź częstotliwościową
  • Typowa coroczna kalibracja dla zastosowań krytycznych

Konserwacja

  • Ostrożnie obchodź się z produktem (unikaj upadków i wstrząsów)
  • Sprawdź stan kabla
  • Sprawdź bezpieczeństwo montażu
  • Okresowo testuj wyjście
  • Wymień, jeśli wrażliwość lub reakcja ulegną zmianie

Przetworniki prędkości, choć tracą na znaczeniu w nowych instalacjach, pozostają ważnymi czujnikami w istniejących systemach stałego monitoringu i niektórych zastosowaniach niskoczęstotliwościowych. Zrozumienie ich działania, zalet i ograniczeń jest niezbędne do utrzymania starszych systemów i podejmowania świadomych decyzji o wyborze czujników, gdy przetworniki prędkości mogą nadal stanowić optymalny wybór w przypadku określonych wymagań dotyczących niskiej częstotliwości, autonomicznego zasilania lub kompatybilności.

← Powrót do indeksu głównego

Kategorie:
WhatsApp