Čo je piezoelektrický akcelerometer? Senzor vibrácií • Prenosný vyvažovač, analyzátor vibrácií "Balanset" na dynamické vyvažovanie drvičov, ventilátorov, mulčovačov, závitoviek na kombajnoch, hriadeľov, odstrediviek, turbín a mnohých ďalších rotorov Čo je piezoelektrický akcelerometer? Senzor vibrácií • Prenosný vyvažovač, analyzátor vibrácií "Balanset" na dynamické vyvažovanie drvičov, ventilátorov, mulčovačov, závitoviek na kombajnoch, hriadeľov, odstrediviek, turbín a mnohých ďalších rotorov

Čo je piezoelektrický akcelerometer? Senzor vibrácií

Publikované používateľom admin dňa

Pochopenie piezoelektrických akcelerometrov

Definícia: Čo je piezoelektrický akcelerometer?

Piezoelektrický akcelerometer je vibrácie senzor, ktorý využíva piezoelektrický efekt – kde určité kryštály generujú elektrický náboj pri mechanickom namáhaní – na premenu mechanického zrýchlenie na elektrický signál úmerný amplitúde vibrácií. Keď senzor zažíva zrýchlenie, vnútorná hmota (seizmická hmota) stláča alebo naťahuje piezoelektrické kryštálové prvky, čím generuje elektrický náboj alebo napätie, ktoré je upravené a vydávané ako merací signál.

Piezoelektrické akcelerometre sú najpoužívanejšie vibračné senzory v priemyselných aplikáciách vďaka svojmu širokému frekvenčnému rozsahu (0,5 Hz až 50+ kHz), vysokej citlivosti, robustnosti a samogenerujúcej sa povahe (nevyžadujú žiadny externý zdroj energie pre samotný snímací prvok). Tvoria základ moderných... analýza vibrácií a programy na monitorovanie stavu.

Piezoelektrický efekt

Fyzikálny princíp

  • Niektoré kryštály (kremeň, turmalín) a keramika (PZT, titaničitan bárnatý) sú piezoelektrické
  • Mechanické namáhanie generuje elektrický náboj na povrchu kryštálov
  • Náboj úmerný aplikovanej sile
  • Reverzibilný efekt (privedenie napätia spôsobuje deformáciu)
  • Samogenerujúce sa (na generovanie nabíjania nie je potrebná žiadna energia)

V akcelerometri

  1. Vibrácie zrýchľujú základňu a puzdro snímača
  2. Vnútorná seizmická masa pôsobí na silu (F = m × a)
  3. Sila stláča piezoelektrický kryštál
  4. Kryštál generuje náboj úmerný sile (a teda zrýchleniu)
  5. Náboj zhromaždený na elektródach a prevedený na merateľný signál

Typy piezoelektrických akcelerometrov

Podľa interného dizajnu

Typ kompresie

  • Najbežnejší dizajn
  • Kryštál stlačený medzi hmotou a základňou
  • Robustný, široký teplotný rozsah
  • Vhodné do náročných podmienok

Typ šmyku

  • Kryštál strihaný pohybom hmoty
  • Vynikajúca izolácia základného napätia
  • Lepšia nízkofrekvenčná odozva
  • Menej citlivé na teplotné prechody
  • Prémiový výkon

Ohybový (ohybový) typ

  • Kryštál v ohybovej konfigurácii
  • Vysoká citlivosť možná
  • Menej bežné v priemyselných aplikáciách

Podľa typu elektroniky

Režim nabíjania

  • Výstup je náboj (pikocoulomby)
  • Vyžaduje externý zosilňovač nabíjania
  • Extrémna teplotná odolnosť (do 650 °C)
  • Vysokoimpedančný výstup (citlivý na kábel)
  • Špecializované aplikácie

IEPE/ICP (režim napätia)

  • Vstavaná elektronika premieňa náboj na napätie
  • IEPE je priemyselným štandardom
  • Nízkoimpedančný výstup
  • Jednoduché pripojenie
  • 95%+ priemyselných aplikácií

Výkonnostné špecifikácie

Citlivosť

  • Výstup na jednotku zrýchlenia (mV/g, pC/g)
  • Typické: 10 – 100 mV/g pre IEPE; 1 – 100 pC/g pre nabíjací režim
  • Vyššia citlivosť = lepšie rozlíšenie, ale nižší rozsah
  • Výber na základe očakávaných úrovní vibrácií

Frekvenčný rozsah

  • Nízka frekvencia: 0,5 – 5 Hz v závislosti od elektroniky
  • Vysoká frekvencia: 5 – 50 kHz do rezonancie
  • Použiteľný dosah: Typicky do 1/3 rezonančnej frekvencie
  • Montáž ovplyvňuje: Spôsob montáže obmedzuje vysokofrekvenčnú odozvu

Rozsah amplitúdy

  • Všeobecné použitie: ±50 g až ±500 g
  • Vysoká citlivosť: ±5 g až ±50 g
  • Snímače otrasov: ±500 g až ±10 000 g
  • Nesmie prekročiť rozsah (orezanie, poškodenie)

Kritériá výberu

Pre všeobecné monitorovanie strojov

  • 100 mV/g IEPE akcelerometer
  • Rozsah ±50 g
  • Frekvenčný rozsah 1 Hz – 10 kHz
  • Priemyselná teplotná odolnosť (-40 až +120 °C)
  • Hermeticky uzavreté

Na detekciu defektov ložísk

  • Vyššia frekvenčná odozva (do 20+ kHz)
  • Stredná citlivosť (10 – 50 mV/g)
  • Široký dynamický rozsah
  • Montáž na kolík pre najlepšie vysokofrekvenčné prepojenie

Pre aplikácie pri vysokých teplotách

  • Vysokoteplotný IEPE (do 175 °C) alebo nabíjací režim (do 650 °C)
  • Špeciálna montáž a kabeláž
  • Môže obetovať časť výkonu kvôli teplotnej odolnosti

Montáž a inštalácia

Rastúci vplyv na výkon

  • Upevnenie na kolík: Najlepšie (ploché do 10+ kHz)
  • Lepidlo: Dobrý (plochý do 7-8 kHz)
  • Magnetické: Prijateľné (ploché do 2-3 kHz)
  • Sonda/Ručný prístroj: Slabé (obmedzené na nízke frekvencie, kvalitatívne)

Požiadavky na inštaláciu

  • Čistý, rovný montážny povrch
  • Správny krútiaci moment pre montáž svorníkov
  • Tenká, rovnomerná lepiaca vrstva
  • Magnetická základňa je úplne usadená
  • Kábel zaistený proti vytrhnutiu

Piezoelektrické akcelerometre, najmä typy IEPE, sú chrbticou priemyselného monitorovania vibrácií. Ich kombinácia širokej frekvenčnej odozvy, vysokej citlivosti, robustnosti a (pre IEPE) jednoduchosti z nich robí senzor voľby pre monitorovanie stavu, diagnostiku a vyvažovanie v prevažnej väčšine aplikácií rotačných strojov na celom svete.

← Späť na hlavný index

Kategórie:
WhatsApp