Ce este un accelerometru piezoelectric? Senzor de vibrații • Echilibrator portabil, analizor de vibrații "Balanset" pentru echilibrarea dinamică a concasoarelor, ventilatoarelor, tocătoarelor, spiralelor pe combine, arborilor, centrifugelor, turbinelor și multor alte rotoare Ce este un accelerometru piezoelectric? Senzor de vibrații • Echilibrator portabil, analizor de vibrații "Balanset" pentru echilibrarea dinamică a concasoarelor, ventilatoarelor, tocătoarelor, spiralelor pe combine, arborilor, centrifugelor, turbinelor și multor alte rotoare

Ce este un accelerometru piezoelectric? Senzor de vibrații

Publicat de admin pe

Înțelegerea accelerometrelor piezoelectrice

Definiție: Ce este un accelerometru piezoelectric?

Accelerometru piezoelectric este un vibrații senzor care utilizează efectul piezoelectric — prin care anumite cristale generează sarcină electrică atunci când sunt supuse unor solicitări mecanice — pentru a converti sarcina mecanică accelerare într-un semnal electric proporțional cu amplitudinea vibrației. Atunci când senzorul experimentează o accelerație, o masă internă (masă seismică) comprimă sau întinde elementele cristaline piezoelectrice, generând o sarcină electrică sau o tensiune care este condiționată și transmisă ca semnal de măsurare.

Accelerometrele piezoelectrice sunt cei mai utilizați senzori de vibrații în aplicațiile industriale datorită gamei lor largi de frecvență (0,5 Hz până la peste 50 kHz), sensibilității ridicate, robusteții și naturii autogeneratoare (nenecesitând o sursă externă de alimentare pentru elementul senzor în sine). Ele formează fundamentul senzorilor moderni. analiza vibrațiilor și programe de monitorizare a stării.

Efectul piezoelectric

Principiul fizic

  • Anumite cristale (cuarț, turmalină) și ceramică (PZT, titanat de bariu) sunt piezoelectrice
  • Stresul mecanic generează sarcină electrică pe suprafețele cristaline
  • Sarcină proporțională cu forța aplicată
  • Efect reversibil (aplicarea tensiunii provoacă deformare)
  • Autogenerare (nu este necesară energie pentru generarea încărcăturii)

În accelerometru

  1. Vibrațiile accelerează baza și carcasa senzorului
  2. Masa seismică internă este supusă unei forțe (F = m × a)
  3. Forța comprimă cristalul piezoelectric
  4. Cristalul generează sarcină proporțională cu forța (și, prin urmare, cu accelerația)
  5. Sarcina colectată pe electrozi și convertită în semnal măsurabil

Tipuri de accelerometre piezoelectrice

Prin design intern

Tip de compresie

  • Cel mai comun design
  • Cristal comprimat între masă și bază
  • Robust, cu gamă largă de temperaturi
  • Bun pentru medii dure

Tip de forfecare

  • Cristal forfecat de mișcarea masei
  • Izolare excelentă a tulpinii de bază
  • Răspuns mai bun la frecvențe joase
  • Mai puțin sensibil la schimbările tranzitorii de temperatură
  • Performanță premium

Tip de îndoire (flexiune)

  • Cristal în configurație de îndoire
  • Sensibilitate ridicată posibilă
  • Mai puțin frecvente în aplicații industriale

După tipul de electronică

Mod de încărcare

  • Ieșirea este sarcină (picocoulombi)
  • Necesită un amplificator de încărcare extern
  • Capacitate la temperaturi extreme (până la 650°C)
  • Ieșire de înaltă impedanță (sensibilă la cablu)
  • Aplicații specializate

IEPE/ICP (Mod de tensiune)

  • Electronica încorporată transformă sarcina în tensiune
  • IEPE este standardul industriei
  • Ieșire cu impedanță redusă
  • Conectivitate simplă
  • 95%+ de aplicații industriale

Specificații de performanță

Sensibilitate

  • Putere pe unitatea de accelerație (mV/g, pC/g)
  • Tipic: 10-100 mV/g pentru IEPE; 1-100 pC/g pentru modul de încărcare
  • Sensibilitate mai mare = rezoluție mai bună, dar rază de acțiune mai mică
  • Selecție bazată pe nivelurile de vibrații așteptate

Interval de frecvență

  • Frecvență joasă: 0,5-5 Hz în funcție de componentele electronice
  • Frecvență înaltă: 5-50 kHz până la rezonanță
  • Interval utilizabil: De obicei până la 1/3 din frecvența de rezonanță
  • Efecte ale montajului: Metoda de montare limitează răspunsul la frecvență înaltă

Interval de amplitudine

  • Uz general: ±50g până la ±500g
  • Sensibilitate ridicată: ±5g până la ±50g
  • Senzori de șoc: ±500g până la ±10.000g
  • Nu trebuie să depășească raza de acțiune (decupare, deteriorare)

Criterii de selecție

Pentru monitorizarea generală a utilajelor

  • Accelerometru IEPE de 100 mV/g
  • Interval ±50g
  • Interval de frecvență 1 Hz – 10 kHz
  • Temperatură industrială admisă (-40 până la +120°C)
  • Sigilat ermetic

Pentru detectarea defectelor la rulmenți

  • Răspuns în frecvență mai mare (până la 20+ kHz)
  • Sensibilitate moderată (10-50 mV/g)
  • Gamă dinamică largă
  • Montare cu știft pentru cea mai bună cuplare de înaltă frecvență

Pentru aplicații la temperaturi ridicate

  • IEPE la temperatură înaltă (până la 175°C) sau mod de încărcare (până la 650°C)
  • Montare și cablare specială
  • Poate sacrifica o parte din performanță pentru capacitatea de temperatură

Montare și instalare

Efecte crescânde asupra performanței

  • Montare cu știft: Cel mai bun (plat până la 10+ kHz)
  • Adeziv: Bun (plat până la 7-8 kHz)
  • Magnetic: Acceptabil (plat până la 2-3 kHz)
  • Sondă/Dispozitiv portabil: Slab (limitat la frecvențe joase, calitativ)

Cerințe de instalare

  • Suprafață de montare curată și plană
  • Cuplul corect pentru montarea știfturilor
  • Strat de adeziv subțire și uniform
  • Bază magnetică complet așezată
  • Cablu fixat pentru a preveni tragerea

Accelerometrele piezoelectrice, în special tipurile IEPE, reprezintă coloana vertebrală a monitorizării vibrațiilor industriale. Combinația lor de răspuns în frecvență largă, sensibilitate ridicată, robustețe și (în cazul IEPE) simplitate le face senzorul preferat pentru monitorizarea stării, diagnosticare și echilibrare în marea majoritate a aplicațiilor mașinilor rotative din întreaga lume.

← Înapoi la indexul principal

Categorii:
WhatsApp