Kaj je piezoelektrični merilnik pospeška? Senzor vibracij • Prenosni uravnotežnik, analizator vibracij "Balanset" za dinamično uravnoteženje drobilnikov, ventilatorjev, mulčerjev, polžev na kombajnih, gredi, centrifug, turbin in mnogih drugih rotorjev Kaj je piezoelektrični merilnik pospeška? Senzor vibracij • Prenosni uravnotežnik, analizator vibracij "Balanset" za dinamično uravnoteženje drobilnikov, ventilatorjev, mulčerjev, polžev na kombajnih, gredi, centrifug, turbin in mnogih drugih rotorjev

Kaj je piezoelektrični merilnik pospeška? Senzor vibracij

Objavil admin na

Razumevanje piezoelektričnih merilnikov pospeška

Definicija: Kaj je piezoelektrični merilnik pospeška?

Piezoelektrični merilnik pospeška je vibracije senzor, ki uporablja piezoelektrični učinek – kjer določeni kristali ustvarjajo električni naboj, ko so mehansko obremenjeni – za pretvorbo mehanskih pospešek v električni signal, sorazmeren z amplitudo vibracij. Ko senzor doživi pospešek, notranja masa (seizmična masa) stisne ali raztegne piezoelektrične kristalne elemente, kar ustvari električni naboj ali napetost, ki se nato pretvori in odda kot merilni signal.

Piezoelektrični merilniki pospeška so najpogosteje uporabljeni senzorji vibracij v industrijskih aplikacijah zaradi širokega frekvenčnega območja (od 0,5 Hz do 50+ kHz), visoke občutljivosti, robustnosti in samogenerirajoče narave (za sam senzor ne potrebujejo zunanjega vira napajanja). Predstavljajo temelj sodobne ... analiza vibracij in programe za spremljanje stanja.

Piezoelektrični učinek

Fizikalno načelo

  • Nekateri kristali (kremen, turmalin) in keramika (PZT, barijev titanat) so piezoelektrični
  • Mehanska obremenitev ustvarja električni naboj na kristalnih površinah
  • Naboj sorazmeren uporabljeni sili
  • Reverzibilen učinek (dodajanje napetosti povzroči deformacijo)
  • Samogeneriranje (za generiranje polnjenja ni potrebna energija)

V merilniku pospeška

  1. Vibracije pospešujejo podnožje in ohišje senzorja
  2. Notranja seizmična masa deluje na silo (F = m × a)
  3. Sila stisne piezoelektrični kristal
  4. Kristal ustvarja naboj, sorazmeren s silo (in s tem pospeškom)
  5. Naboj, zbran na elektrodah in pretvorjen v merljiv signal

Vrste piezoelektričnih merilnikov pospeška

Z notranjim oblikovanjem

Vrsta kompresije

  • Najpogostejša zasnova
  • Kristal stisnjen med maso in osnovo
  • Robustno, široko temperaturno območje
  • Dobro za zahtevna okolja

Vrsta strižnih

  • Kristal, strižen zaradi gibanja mase
  • Odlična izolacija osnovnih deformacij
  • Boljši nizkofrekvenčni odziv
  • Manj občutljiv na temperaturne prehode
  • Vrhunska zmogljivost

Upogibni (fleksibilni) tip

  • Kristal v upogibni konfiguraciji
  • Možna visoka občutljivost
  • Manj pogosti v industrijskih aplikacijah

Po vrsti elektronike

Način polnjenja

  • Izhod je naboj (pikokulombi)
  • Zahteva zunanji ojačevalnik polnjenja
  • Ekstremna temperaturna zmogljivost (do 650 °C)
  • Visokoimpedančni izhod (občutljiv na kabel)
  • Specializirane aplikacije

IEPE/ICP (napetostni način)

  • Vgrajena elektronika pretvarja naboj v napetost
  • IEPE je industrijski standard
  • Izhod z nizko impedanco
  • Enostavna povezljivost
  • 95%+ za industrijske aplikacije

Specifikacije zmogljivosti

Občutljivost

  • Izhod na enoto pospeška (mV/g, pC/g)
  • Tipično: 10–100 mV/g za IEPE; 1–100 pC/g za način polnjenja
  • Višja občutljivost = boljša ločljivost, vendar nižji razpon
  • Izbira glede na pričakovane ravni vibracij

Frekvenčno območje

  • Nizka frekvenca: 0,5–5 Hz, odvisno od elektronike
  • Visoka frekvenca: 5–50 kHz do resonance
  • Uporabno območje: Običajno do 1/3 resonančne frekvence
  • Vpliv montaže: Način montaže omejuje visokofrekvenčni odziv

Amplitudno območje

  • Splošna uporaba: ±50 g do ±500 g
  • Visoka občutljivost: ±5 g do ±50 g
  • Senzorji udarcev: ±500 g do ±10.000 g
  • Ne sme preseči dosega (odrezovanje, poškodba)

Merila za izbor

Za splošno spremljanje strojev

  • 100 mV/g IEPE merilnik pospeška
  • Razpon ±50 g
  • Frekvenčno območje 1 Hz – 10 kHz
  • Industrijska temperaturna odpornost (od -40 do +120 °C)
  • Hermetično zaprto

Za odkrivanje napak ležajev

  • Višji frekvenčni odziv (do 20+ kHz)
  • Zmerna občutljivost (10–50 mV/g)
  • Širok dinamični razpon
  • Pritrditev s čepi za najboljšo visokofrekvenčno sklopitev

Za visokotemperaturne aplikacije

  • Visokotemperaturni IEPE (do 175 °C) ali način polnjenja (do 650 °C)
  • Posebna montaža in kabliranje
  • Zaradi temperaturne zmogljivosti lahko žrtvujete nekaj zmogljivosti

Montaža in namestitev

Vpliv naraščanja na delovanje

  • Nosilec za čep: Najboljše (ravno do 10+ kHz)
  • Lepilo: Dobro (ravno do 7-8 kHz)
  • Magnetno: Sprejemljivo (ravno do 2–3 kHz)
  • Sonda/Ročna naprava: Slabo (omejeno na nizke frekvence, kakovostno)

Zahteve za namestitev

  • Čista, ravna montažna površina
  • Pravilen navor za pritrditev čepov
  • Tanka, enakomerna plast lepila
  • Magnetna podlaga popolnoma nameščena
  • Kabel je zavarovan proti vlečenju

Piezoelektrični merilniki pospeška, zlasti tipa IEPE, so hrbtenica industrijskega spremljanja vibracij. Zaradi njihove kombinacije širokega frekvenčnega odziva, visoke občutljivosti, robustnosti in (za IEPE) preprostosti so senzorji izbire za spremljanje stanja, diagnostiko in uravnoteženje v veliki večini aplikacij rotacijskih strojev po vsem svetu.

← Nazaj na glavno kazalo

Kategorije: GlosarMerjenje
WhatsApp