Pochopenie triboelektrického šumu

Definícia: Čo je triboelektrický šum?

Triboelektrický šum je forma elektrického rušenia, ktoré môže kontaminovať vibračné signály, najmä tie z piezoelektrických akcelerometreIde o nízkofrekvenčný šumový signál, ktorý vzniká, keď je samotný kábel senzora vystavený mechanickému pohybu, ako je ohýbanie, prehýbanie alebo náraz. Tento šum nesúvisí so skutočnými vibráciami meraného stroja, a preto môže viesť k významným chybám merania, ak nie je správne kontrolovaný.

Príčina: Triboelektrický efekt

Hluk je generovaný tým, triboelektrický efekt, čo je jav, pri ktorom sa statický náboj vytvára, keď sa dva rôzne materiály dostanú do kontaktu a potom oddelia. Typický koaxiálny kábel akcelerometra pozostáva z centrálneho vodiča, dielektrickej (izolačnej) vrstvy a vonkajšieho tienenia.

Keď sa kábel ohýba, dielektrikum a vonkajšie tienenie sa o seba trú, čím sa vytvára malé množstvo statického náboja. Tento náboj vytvára napätie, ktoré sníma vysoko citlivý zosilňovač pripojený k piezoelektrickému senzoru. Výsledkom je nízkofrekvenčné „dunenie“ alebo falošný napäťový skok vo vibračnom signáli, ktorý nemá nič spoločné s vibráciami stroja.

Charakteristiky triboelektrického šumu

• Nízka frekvencia: Hluk je prevažne nízkofrekvenčný jav, typicky sa vyskytuje pod 10 Hz.
• Falošné hroty: Často sa prejavuje ako náhodné, vysokoamplitúdové hroty v časový priebeh.
• Spektrum „Zjazdovky“: V Spektrum FFT, môže prispieť k efektu „lyžiarskej trate“, kde je hladina šumu na nízkofrekvenčnom konci spektra veľmi vysoká a potom klesá.
• Neopakovateľné: Hluk nie je synchrónny s rotáciou stroja a nie je opakovateľný medzi meraniami.

Prečo je to problém?

Triboelektrický šum môže maskovať skutočné nízkofrekvenčné vibračné signály zo stroja. To je významný problém pri analýze pomalobežných strojov, kde sa dôležité diagnostické informácie (ako napríklad nevyváženosť a nesprávne zarovnanie pri 1X ot./min.) nachádzajú pri týchto nízkych frekvenciách. Šum môže tieto skutočné signály buď skryť, alebo byť za ne zamenený, čo vedie k nesprávnej diagnóze.

Ako zabrániť triboelektrickému šumu

Triboelektrickému šumu sa predchádza správnym výberom kábla a technikami inštalácie:

1. Používajte vysokokvalitný kábel s nízkym šumom: Renomovaní výrobcovia senzorov ponúkajú káble s „nízkym šumom“. Tieto káble majú medzi dielektrikom a vonkajším tienením nanesenú špeciálnu vodivú grafitovú vrstvu. Táto vrstva slúži ako odtok, zabraňuje hromadeniu statického náboja a dramaticky znižuje triboelektrický efekt.
2. Zaistite kábel: Toto je najdôležitejší praktický krok. Kábel by mal byť pevne uviazaný alebo prilepený k povrchu stroja čo najbližšie k senzoru. Tým sa zabezpečí, že kábel vibruje *spolu* so strojom, namiesto toho, aby sa ohýbal a pohyboval samostatne. Akékoľvek voľné slučky alebo visiace časti kábla sú hlavnými zdrojmi hluku.
3. Zabráňte nárazom do kábla: Uistite sa, že kábel je vedený mimo dosahu zdrojov nárazov alebo vibrácií, ako sú napríklad rotujúce hriadele alebo iné pohyblivé časti stroja.
4. Správne uzemnenie: Hoci to priamo nesúvisí s triboelektrickým efektom, zabezpečenie správneho uzemnenia senzora a káblov podľa pokynov výrobcu je nevyhnutné na zabránenie iným formám elektrického šumu, ako sú napríklad zemné slučky.

Použitím správneho typu kábla a predovšetkým zabezpečením jeho správneho upevnenia je možné takmer úplne eliminovať účinky triboelektrického šumu, čo vedie k čistejším a spoľahlivejším údajom o nízkofrekvenčných vibráciách.

← Späť na hlavný index