Înțelegerea traductoarelor seismice
Definiție: Ce este un traductor seismic?
Traductor seismic (numit și senzor seismic sau traductor inerțial) este un vibrații Senzor care utilizează o masă seismică internă (masă de rezistență) suspendată de arcuri sau alte elemente flexibile ca referință inerțială pentru a măsura mișcarea absolută a bazei senzorului. Când carcasa senzorului vibrează, masa inerțială tinde să rămână staționară în spațiu (peste frecvența naturală a sistemului masă-arc), iar mișcarea relativă dintre carcasa vibratoare și masa relativ staționară este măsurată și convertită într-un semnal electric care reprezintă vibrația.
Termenul “seismic” provine de la măsurarea cutremurelor (seismometre), unde acest principiu a fost utilizat pentru prima dată - o masă suspendată rămâne relativ staționară în timp ce solul se mișcă sub ea. În monitorizarea utilajelor, ambele traductoare de viteză și accelerometre sunt traductoare seismice, deși termenul este cel mai frecvent asociat cu detectoare de viteză.
Principiul de funcționare
Sistem masă-arc-amortizor
- Masă seismică: Suspendat în interiorul carcasei senzorului
- Primăvară: Arcuri mecanice sau articulații flexibile care susțin masa
- Amortizare: Amortizare cu aer, magnetică sau fluid
- Transducție: Mișcarea relativă convertită în semnal electric
Regiuni de răspuns în frecvență
- Sub frecvența naturală: Masa și locuințele se mișcă împreună (răspuns slab)
- La frecvență naturală: Rezonanță (amplificată, dar distorsionată)
- Peste frecvența naturală: Masă staționară, carcasa vibrează (zonă de măsurare bună)
- Interval utilizabil: De obicei > 2× frecvența naturală
Tipuri de traductoare seismice
Traductoare de viteză (cu bobină mobilă)
- Magnet suspendat de arcuri în interiorul bobinei
- Viteza relativă generează tensiune (inducție electromagnetică)
- Frecvență naturală de obicei 8-15 Hz
- Utilizabil peste 16-30 Hz
- Măsoară direct viteza
Accelerometre
- PiezoelectricCristalul piezo detectează forța de masă
- MEMS: Detecție capacitivă sau piezorezistivă
- Frecvență naturală mai mare (10-30 kHz)
- Utilizabil de la ~1 Hz în sus
- Măsoară accelerația
Senzori seismici vs. senzori non-seismici
Senzori seismici (referință inerțială)
- Accelerometre, traductoare de viteză
- Măsurați mișcarea absolută
- Montat pe structură vibrantă
- Masa internă oferă referință
- Cel mai des întâlnit pentru monitorizarea utilajelor
Senzori non-seismici (referință externă)
- Sonde de proximitate (curent turbionar)
- Măsurarea mișcării relative dintre două suprafețe
- Necesită punct de montare staționar
- Măsurarea mișcării arborelui față de rulment
- Folosit pentru măsurarea vibrațiilor arborelui
Avantajele proiectării seismice
Referință autonomă
- Nu este nevoie de referință externă
- Se poate monta oriunde pe structura vibratoare
- Măsoară mișcarea absolută în spațiul inerțial
Versatilitate
- Tip de senzor unic pentru multe aplicații
- Instalare temporară sau permanentă
- Portabil între mașini
Limitări
Limitări ale răspunsului în frecvență
- Nu se poate măsura în mod fiabil sub ~2× frecvența naturală
- Traductoarele de viteză sunt slabe sub 15-20 Hz
- Compromis: frecvență naturală scăzută (răspuns bun la frecvență joasă) vs. dimensiune mare
Măsoară mișcarea locuințelor
- Măsoară carcasa rulmentului, nu direct arborele
- Vibrația carcasei ≠ vibrația arborelui (afectată de rigiditatea rulmentului, structură)
- Pentru mișcarea directă a arborelui, sunt necesare sonde de proximitate
Aplicații
Monitorizarea stării utilajelor
- Dimensiuni ale carcasei rulmentului
- Tendința generală a vibrațiilor
- Defect de rulment detectare
- Diagnosticarea generală a mașinilor
Vibrații structurale
- Vibrațiile clădirilor și fundațiilor
- Monitorizare seismică (cutremure)
- Vibrațiile la sol cauzate de utilaje
Analiză modală
- Măsurarea răspunsului structural la impacturi
- Determinarea frecvențelor naturale și a formelor modurilor
- Măsurători ale funcției de transfer
Traductoarele seismice, care utilizează masele interne ca referințe inerțiale, formează fundamentul măsurării vibrațiilor în monitorizarea mașinilor rotative. Înțelegerea principiului seismic - modul în care masele suspendate permit măsurarea mișcării absolute - explică atât capacitățile, cât și limitele accelerometrelor și traductoarelor de viteză, elementele esențiale ale programelor de analiză a vibrațiilor industriale.
 
									 
									 
									 
									 
									 
									