Prevodníky: Senzory vibračnej analýzy

Definícia: Čo je to prevodník?

V kontexte vibračnej analýzy, a prevodník je zariadenie, ktoré prevádza fyzikálny, mechanický pohyb (vibrácie) na proporcionálny elektrický signál. Tento elektrický signál môže byť potom spracovaný, meraný a analyzovaný zberačom údajov alebo monitorovacím systémom. Prevodníky sú primárne senzory a úplne prvý článok v meracom reťazci; bez spoľahlivého prevodníka nie je možná žiadna zmysluplná analýza. Výber prevodníka je kritické rozhodnutie, ktoré závisí od typu stroja, jeho rýchlosti a konkrétnych monitorovaných porúch.

Tri hlavné typy vibračných prevodníkov

V monitorovaní priemyselných strojov sa používajú tri hlavné typy prevodníkov, z ktorých každý meria iný fyzikálny parameter vibrácií.

1. Akcelerometer (meria zrýchlenie)

Stránka akcelerometer je zďaleka najbežnejší a najuniverzálnejší vibračný prevodník. Meria zrýchlenie konštrukcie, na ktorej je namontovaný.

• Princíp: Väčšina priemyselných akcelerometrov je piezoelektrických, používajúcich kryštál, ktorý generuje napätie pri namáhaní vnútornou hmotou.
• Silné stránky: Majú extrémne široký frekvenčný rozsah, sú veľmi robustné, dodávajú sa v mnohých rôznych prevedeniach a možno ich použiť takmer na akomkoľvek type stroja. Sú obzvlášť vynikajúce na detekciu vysokofrekvenčných udalostí.
• Primárne použitie: Monitorovanie strojov na všeobecné účely, od nízkorýchlostných strojov až po veľmi vysokorýchlostné turbínové stroje. Sú to senzory, ktoré sú kľúčové na detekciu vysokofrekvenčných porúch, ako sú poruchy ložísk a prevodov.

2. Prevodník rýchlosti (meria rýchlosť)

A prevodník rýchlosti je elektrodynamický senzor, ktorý priamo meria rýchlosť vibrácií.

• Princíp: Funguje ako mikrofón s cievkou z drôtu zavesenou v magnetickom poli. Keď kryt vibruje, relatívny pohyb medzi cievkou a magnetom generuje napätie úmerné rýchlosti.
• Silné stránky: Produkujú silný signál s nízkym šumom v strednom frekvenčnom rozsahu (približne 10 Hz až 1 000 Hz), kde sa vyskytujú najčastejšie poruchy, ako je nevyváženosť a nesprávne zarovnanie. Nevyžadujú externé napájanie.
• Slabé stránky: Sú krehkejšie ako akcelerometre, majú obmedzený frekvenčný rozsah a sú citlivé na magnetické polia a montážnu orientáciu. Vo veľkej miere ich nahradili akcelerometre kombinované s elektronickou integráciou na výpočet rýchlosti.
• Primárne použitie: Historicky sa používal na všeobecné monitorovanie strojov predtým, ako sa bežne rozšírili robustné akcelerometre. Stále sa niekedy používa na trvalé monitorovanie v strednom frekvenčnom rozsahu.

3. Sonda priblíženia (meria posunutie)

Stránka sonda priblíženia (alebo sonda vírivých prúdov) je bezkontaktný prevodník, ktorý meria posunutie rotujúceho hriadeľa.

• Princíp: Používa elektromagnetické pole na indukovanie a meranie vírivých prúdov na povrchu hriadeľa, čo umožňuje merať medzeru medzi hrotom sondy a hriadeľom.
• Silné stránky: Meria skutočný pohyb samotného hriadeľa, nie krytu stroja. Je bezkontaktný a jeho meranie siaha až do 0 Hz (jednosmerný prúd), čo umožňuje merať priemernú polohu hriadeľa, ako aj jeho vibrácie.
• Primárne použitie: Nevyhnutný na ochranu a monitorovanie kritických, vysokorýchlostných turbínových strojov s ložiskami s fluidným filmom, ako sú turbíny a kompresory. Používa sa na analýzu javov ako obežné dráhy hriadeľa a poloha stredovej čiary.

Výber správneho prevodníka

Výber prevodníka je kritickým krokom pri nastavení monitorovacieho programu. Všeobecným pravidlom je vybrať prevodník, ktorý je najcitlivejší vo frekvenčnom rozsahu očakávaných porúch:

• Použite bezdotykové sondy pre pohyb hriadeľa na strojoch s fluidnými ložiskami.
• Použite akcelerometre pre všetko ostatné, pretože sú najuniverzálnejšie. Signál je možné integrovať do rýchlosti pre analýzu strednofrekvenčných porúch alebo použiť priamo ako zrýchlenie pre vysokofrekvenčné poruchy.

← Späť na hlavný index