Traductoare: Senzorii analizei vibrațiilor
Definiție: Ce este un traductor?
În contextul analizei vibrațiilor, o traductor este un dispozitiv care convertește mișcarea fizică, mecanică (vibrația) într-un semnal electric proporțional. Acest semnal electric poate fi apoi procesat, măsurat și analizat de un colector de date sau de un sistem de monitorizare. Traductoarele sunt senzorii principali și prima verigă din lanțul de măsurare; fără un traductor fiabil, nicio analiză semnificativă nu este posibilă. Alegerea traductorului este o decizie critică care depinde de tipul mașinii, de viteza acesteia și de defecțiunile specifice monitorizate.
Cele trei tipuri principale de traductoare de vibrații
Există trei tipuri principale de traductoare utilizate în monitorizarea mașinilor industriale, fiecare măsurând un parametru fizic diferit al vibrațiilor.
1. Accelerometrul (măsoară accelerația)
The accelerometru este de departe cel mai comun și versatil traductor de vibrații. Măsoară accelerația structurii pe care este montat.
- Principiu: Majoritatea accelerometrelor industriale sunt piezoelectrice, folosind un cristal care generează o tensiune atunci când este solicitat de o masă internă.
- Puncte forte: Au o gamă de frecvență extrem de largă, sunt foarte robuste, sunt disponibile în multe modele diferite și pot fi utilizate pe aproape orice tip de mașină. Sunt deosebit de excelente pentru detectarea evenimentelor de înaltă frecvență.
- Utilizare principală: Monitorizarea utilajelor de uz general, de la mașini de mică viteză până la turbomașini de foarte mare viteză. Aceștia sunt senzorii principali pentru detectarea defecțiunilor de înaltă frecvență, cum ar fi defecte ale rulmenților și angrenajelor.
2. Traductorul de viteză (măsoară viteza)
A traductor de viteză este un senzor electrodinamic care măsoară direct viteza vibrației.
- Principiu: Funcționează ca un microfon, cu o bobină de sârmă suspendată într-un câmp magnetic. Pe măsură ce carcasa vibrează, mișcarea relativă dintre bobină și magnet generează o tensiune proporțională cu viteza.
- Puncte forte: Acestea produc un semnal puternic, cu zgomot redus, în intervalul de frecvență medie (aproximativ 10 Hz până la 1.000 Hz), unde apar cele mai frecvente defecțiuni, cum ar fi dezechilibrul și nealinierea. Nu necesită alimentare externă.
- Puncte slabe: Sunt mai fragile decât accelerometrele, au o gamă de frecvență limitată și sunt sensibile la câmpurile magnetice și la orientarea montării. Au fost în mare parte înlocuite de accelerometre combinate cu integrare electronică pentru calcularea vitezei.
- Utilizare principală: Folosit din punct de vedere istoric pentru monitorizarea generală a mașinilor înainte ca accelerometrele robuste să devină comune. Încă este folosit uneori pentru monitorizarea permanentă în intervalul de frecvență medie.
3. Sonda de proximitate (măsoară deplasarea)
The sondă de proximitate (sau sondă de curenți turbionari) este un traductor fără contact care măsoară deplasarea unui arbore rotativ.
- Principiu: Folosește un câmp electromagnetic pentru a induce și măsura curenți turbionari pe suprafața arborelui, ceea ce îi permite să măsoare spațiul dintre vârful sondei și arbore.
- Puncte forte: Măsoară mișcarea reală a arborelui în sine, nu a carcasei mașinii. Este fără contact, iar măsurarea sa ajunge până la 0 Hz (DC), permițându-i să măsoare poziția medie a arborelui, precum și vibrațiile acestuia.
- Utilizare principală: Esențial pentru protejarea și monitorizarea turbomașinilor critice de mare viteză, cu rulmenți cu peliculă fluidă, cum ar fi turbinele și compresoarele. Este utilizat pentru a analiza fenomene precum orbitele arborelui și poziția liniei centrale.
Alegerea traductorului potrivit
Selectarea unui traductor este o etapă critică în configurarea unui program de monitorizare. Regula generală este de a alege traductorul cel mai sensibil în intervalul de frecvență al defectelor așteptate:
- Utilizați sonde de proximitate pentru mișcarea arborelui pe mașinile cu rulmenți cu peliculă fluidă.
- Utilizați accelerometre pentru orice altceva, deoarece sunt cele mai versatile. Semnalul poate fi integrat în viteză pentru analizarea defectelor de frecvență medie sau utilizat direct ca accelerație pentru defecte de înaltă frecvență.