Înțelegerea traductoarelor de viteză
Definiție: Ce este un traductor de viteză?
Traductor de viteză (numit și velometru, senzor seismic sau senzor cu bobină mobilă) este un senzor autogenerator vibrații senzor care produce o tensiune de ieșire direct proporțională cu vibrațiile viteză fără a necesita alimentare externă sau condiționare a semnalului. Funcționează pe principii de inducție electromagnetică - un magnet suspendat pe arcuri se mișcă față de o bobină atunci când apare o vibrație, generând o tensiune proporțională cu viteza relativă dintre bobină și magnet, care este egală cu viteza vibrației.
Traductoarele de viteză au fost senzorii de vibrații dominanți între anii 1950 și 1980 și sunt încă utilizați în instalațiile de monitorizare permanentă și în unele instrumente portabile. Cu toate acestea, au fost în mare parte înlocuiți de accelerometre în instalațiile noi datorită dimensiunilor mai mici ale accelerometrelor, gamei de frecvență mai largi și capacității de frecvență mai mare necesare pentru detectarea defectelor la rulmenți.
Principiul de funcționare
Inducția electromagnetică
- Magnet permanent suspendat de arcuri în interiorul bobinei
- Vibrațiile mișcă carcasa și bobina
- Inerția magnetului îl menține relativ staționar (deasupra rezonanței)
- Mișcarea relativă dintre bobină și magnet
- Mișcarea induce tensiune în bobină (legea lui Faraday: V ∝ viteză)
- Tensiunea de ieșire este direct proporțională cu viteza vibrațiilor
Autogenerare
- Nu este necesară alimentare externă
- Transducție pasivă
- Conexiune simplă (două fire)
- Siguranță inerentă (fără probleme de întrerupere a alimentării)
Caracteristici
Răspuns în frecvență
- Limită de frecvență joasă: Frecvență naturală (de obicei 8-15 Hz)
- Interval utilizabil: Peste 2× frecvența naturală (minim 16-30 Hz)
- Limită de frecvență înaltă: De obicei 1-2 kHz
- Răspuns plat: Regiune plată largă în intervalul utilizabil
- Cel mai potrivit pentru: 10-1000 Hz (frecvențe generale ale mașinilor)
Sensibilitate
- Tipic: 10-500 mV pe inch/sec (400-20.000 mV pe mm/s)
- Comun: 100 mV/in/s sau 4000 mV/mm/s
- Sensibilitate mai mare pentru aplicații cu vibrații reduse
- Sensibilitate mai mică pentru măsurători cu vibrații ridicate
Dimensiune și greutate
- Relativ mare (50-100 mm lungime, 25-40 mm diametru)
- Greu (100-500 grame tipic)
- Mult mai mari decât accelerometrele
- Masa poate afecta măsurătorile la structurile ușoare
Avantaje
Ieșire directă a vitezei
- Măsoară direct viteza vibrațiilor (nu este necesară integrarea)
- Corespunde specificațiilor standardelor ISO (viteză RMS)
- Prelucrare simplă a semnalelor
- Natural pentru analiza bazată pe viteză
Autogenerare
- Nu este necesară alimentarea cu energie
- Conexiune simplă cu două fire
- Nu se poate defecta din cauza unei întreruperi de curent
- Cost redus al sistemului (nu este necesară alimentarea cu energie electrică)
Răspuns bun la frecvență joasă
- Utilizabil până la 10-15 Hz (mai bun decât multe accelerometre)
- Potrivit pentru utilaje cu turație redusă (până la ~600 RPM)
- Natural pentru aplicații care se potrivesc cu intervalul de frecvență
Dezavantaje
Răspuns limitat la frecvență înaltă
- De obicei limitat la maximum 1-2 kHz
- Nu poate detecta defecte ale rulmenților de înaltă frecvență (5-20 kHz)
- Inadecvat pentru analiza anvelopei
- Limitare majoră față de accelerometre
Dimensiune și greutate
- Senzori mari și grei
- Dificil de montat pe mașini mici
- Încărcarea în masă afectează structurile ușoare
- Mai puțin portabil decât accelerometrele
Fragilitate
- Arcurile interne și magnetul mobil pot fi deteriorate de șocuri
- Sensibil la gestionarea abuzului
- Poate fi deteriorat prin cădere
- Mai multă întreținere decât accelerometrele cu semiconductori
Limitări de temperatură
- Puterea magnetului scade odată cu temperatura
- De obicei limitat la 120°C
- Capacitate mai mică decât accelerometrele în modul de încărcare
Unde se folosește încă
Instalații permanente vechi
- Sisteme mai vechi de monitorizare a turbomașinilor
- Înlocuire în natură pentru instalațiile existente
- Menține compatibilitatea cu sistemele existente
Aplicații de joasă frecvență
- Echipament de viteză foarte mică (< 300 RPM)
- Unde intervalul de frecvență 10-1000 Hz este adecvat
- Monitorizare simplă a vitezei fără a fi nevoie de frecvențe înalte
Cerințe specifice
- Unde este nevoie de avantaj autogenerator
- Cerințe de siguranță intrinsecă (fără alimentare)
- Ieșire directă a vitezei preferată
Montare
Metode
- Montarea prezoanelor pe găuri filetate (cea mai comună)
- Montare pe suport cu plăci adaptoare
- Montare magnetică (dacă suprafața este magnetică și senzorul nu este prea greu)
Considerații
- Montare rigidă esențială (senzor greu)
- Fixați strâns pentru a preveni vibrațiile senzorului
- Verificați dacă suprafața de montare este plană și curată
- Reducerea tensiunii cablului pentru a preveni tragerea
Alternative moderne
De ce sunt preferate accelerometrele
- Mult mai mici și mai ușoare
- Gamă largă de frecvență (0,5 Hz – 50 kHz)
- Mai bun pentru detectarea defectelor la rulmenți
- Mai robust
- Cost mai mic
- Tendința industriei către accelerometre
Integrarea ca alternativă
- Măsurarea accelerației, integrarea la viteză
- Realizează măsurarea vitezei cu avantajele accelerometrului
- Instrumentele moderne fac integrarea transparentă
Calibrare și întreținere
Calibrare
- Calibrarea mesei agitatoare
- Verificați sensibilitatea (mV/in/s sau mV/mm/s)
- Verificați răspunsul în frecvență
- Calibrare anuală tipică pentru aplicații critice
Întreţinere
- Manevrați cu grijă (evitați căderile și șocurile)
- Verificați starea cablului
- Verificați siguranța montării
- Testați periodic ieșirea
- Înlocuiți dacă sensibilitatea sau răspunsul se modifică
Traductoarele de viteză, deși sunt în declin în instalațiile noi, rămân senzori importanți în sistemele de monitorizare permanentă existente și în anumite aplicații de joasă frecvență. Înțelegerea funcționării, avantajelor și limitărilor lor este necesară pentru întreținerea sistemelor vechi și pentru luarea unor decizii informate privind selecția senzorilor atunci când traductoarele de viteză ar putea fi încă alegerea optimă pentru cerințe specifice de joasă frecvență, autoalimentare sau compatibilitate.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 