Înțelegerea velometrului (senzorului de viteză)
A velometru, denumit mai formal traductor de viteză sau senzor de viteză, este un tip de traductor folosit pentru a măsura vibrații. Caracteristica sa definitorie este aceea că produce o tensiune de ieșire direct proporțională cu viteză suprafeței vibrante de care este fixat. Acest lucru îl diferențiază de un accelerometru, al cărui semnal de ieșire este proporțional cu accelerație, și dintr-un sondă de proximitate, al cărui semnal de ieșire este proporțional cu deplasare.
1. Definiție: Ce este un velometru?
Deoarece viteza este parametrul pe care majoritatea standardelor internaționale îl utilizează pentru a evalua cât de zgomotos funcționează un echipament, un senzor care măsoară direct viteza este o soluție atractivă din punct de vedere conceptual. Velometrul clasic este un dispozitiv autonom, cu autoalimentare — nu are nevoie de sursă de alimentare și nici de condiționarea semnalului pentru a produce o ieșire utilizabilă. Deși este acum mai puțin utilizat decât accelerometrul în colectarea modernă de date portabilă, velometrul are încă aplicații reale, în special în monitorizarea permanentă a mașinilor cu viteză medie și ca membru al familiei mai largi de transductoare seismice care măsoară mișcarea în raport cu spațiul liber, și nu cu o structură fixă.
2. Cum funcționează un velometru
Velometrele tradiționale sunt senzori electrodinamici. Acestea funcționează pe același principiu ca un microfon dinamic sau un pickup de chitară, conform legii inducției lui Faraday:
- În interiorul carcasei se află o bobină de sârmă suspendată pe arcuri moi.
- Un magnet permanent este fixat rigid pe carcasă.
- Atunci când senzorul este montat pe o mașină care vibrează, carcasa și magnetul se mișcă odată cu suprafața mașinii.
- Datorită inerției sale, bobina suspendată pe arc tinde să rămână nemișcată în spațiu (acesta este principiul seismic).
- Mișcarea relativă dintre magnetul mobil și bobina aproape staționară induce o tensiune în bobină.
- Conform legii lui Faraday, tensiunea indusă este direct proporțională cu viteza mișcării relative — exact mărimea pe care o căutăm.
Sistemul arc-masă se comportă astfel doar peste propria sa frecvență naturală (de obicei în jur de 8–10 Hz), ceea ce reprezintă limita inferioară de frecvență a senzorului. Există, de asemenea, „velometre piezoelectrice” moderne: acestea sunt, în esență, accelerometre cu un circuit electronic încorporat integrare circuit care transformă accelerația într-un semnal de viteză în interiorul senzorului, ocolind componentele mobile fragile ale modelului electrodinamic.
3. Avantajele și dezavantajele velometrelor
Avantaje
- Afișarea directă a vitezei: măsoară imediat viteza — parametrul cel mai des utilizat pentru evaluarea intensitatea vibrațiilor pe utilajele de uz general în banda de frecvență cuprinsă între aproximativ 10 Hz și 1.000 Hz (conform ISO 20816(succesorul modern al standardului ISO 10816). Nu este necesară nicio integrare în analizor, ceea ce asigură simplitatea lanțului de semnal.
- Cu alimentare autonomă (pasiv): velometrele electrodinamice tradiționale generează propriul semnal și nu necesită alimentare externă, ceea ce este util în anumite instalații industriale și în zone cu risc.
- Răspuns bun la frecvențe joase: peste frecvența lor naturală, acestea sunt, în general, mai sensibile la frecvențe joase decât multe accelerometre de uz general, oferind un semnal puternic și clar acolo unde apar dezechilibrul și nealinierea.
Dezavantaje
- Gama limitată de frecvențe: banda lor de frecvență utilă este mai îngustă decât cea a unui accelerometru. Acestea nu sunt potrivite pentru impacturile de înaltă frecvență ale defecte ale rulmentului sau defecte ale angrenajului, care se situează cu mult peste frecvența lor de tăiere superioară.
- Moving parts: ansamblul intern format din arc și bobină se poate uza, poate suferi deplasări sau se poate defecta complet, în special în condiții de funcționare cu vibrații intense.
- Sensibilitate la orientare: acestea trebuie montate în orientarea pentru care au fost proiectate (verticală sau orizontală), deoarece gravitația preîncarcă suspensia cu arc.
- Mai mare și mai greu: de obicei, acestea sunt mult mai mari și mai grele decât un accelerometru modern, ceea ce poate suprasolicita structurile ușoare.
- Sensibilitatea la câmpurile magnetice: câmpurile externe puternice, cum ar fi cele din apropierea motoarelor de mari dimensiuni, se pot induce în bobină și pot denatura citirea.
4. Velometru vs. Accelerometru
Pentru colectarea modernă portabilă a datelor și diagnosticarea vibrațiilor, accelerometru este senzorul ideal. Răspunsul său în frecvență este mult mai amplu și mai uniform, astfel încât un singur accelerometru captează atât vibrațiile de joasă frecvență cauzate de dezechilibru, cât și vibrațiile de foarte înaltă frecvență generate de defectele rulmenților și ale angrenajelor. analizor de vibrații apoi integrează electronic semnalul de accelerație pentru a afișa viteza sau deplasarea la cerere — un senzor robust care acoperă toate funcțiile velometrului și multe altele. Exact așa funcționează dispozitivul portabil cu două canale Balanset-1A funcționează în teren: preia datele de accelerație de la accelerometrele sale, le integrează pentru a calcula viteza, în scopul evaluării gravității conform claselor ISO, și utilizează același semnal pentru a măsura amplitudinea și faza necesare pentru echilibrarea pe un singur plan și pe două planuri. Dacă aveți nevoie să convertiți valorile măsurate între diferite tipuri de senzori, produsul nostru Convertor de unități de vibrații trece cu ușurință de la mm/s la µm și g.
Astfel, velometrele se regăsesc în prezent mai ales sub forma unor senzori instalați permanent pe echipamente care funcționează la viteze medii — ventilatoare, pompe și motoare — și mai ales în instalațiile mai vechi, unde au fost inițial prevăzute ca traductoare de monitorizare și continuă să funcționeze fără cusur deceniu după deceniu.
