Razumevanje seizmičnih pretvornikov

Naprave

Prenosni balanser in analizator vibracij Balanset-1A

$2,358.31

Deli

Senzor vibracij

$107.47

Deli

Optični senzor (laserski tahometer)

$148.07

Naprave

Balanset-4

$8,123.32

Deli

Magnetno stojalo velikosti 60 kgf

$54.93

Deli

Reflektivni trak

$11.94

Naprave

Dinamični balanser "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definicija: Kaj je seizmični pretvornik?

Seizmični pretvornik (imenovan tudi seizmični senzor ali inercialni pretvornik) je vibracije Senzor, ki uporablja notranjo seizmično maso (preizkusno maso), obešeno na vzmeti ali druge skladne elemente, kot inercialno referenco za merjenje absolutnega gibanja podnožja senzorja. Ko ohišje senzorja vibrira, inercialna masa ponavadi ostane mirujoča v prostoru (nad naravno frekvenco sistema masa-vzmet), relativno gibanje med vibrirajočim ohišjem in relativno mirujočo maso pa se izmeri in pretvori v električni signal, ki predstavlja vibracijo.

Izraz “seizmični” izhaja iz merjenja potresov (seizmometri), kjer je bilo to načelo prvič uporabljeno – lebdeča masa ostane relativno mirujoča, medtem ko se tla pod njo premikajo. Pri spremljanju strojev oboje pretvorniki hitrosti in . merilniki pospeška so seizmični pretvorniki, čeprav se izraz najpogosteje povezuje z merilniki hitrosti.

Načelo delovanja

Sistem mase-vzmeti-blažilnika

• Seizmična masa: Viseče znotraj ohišja senzorja
• Pomlad: Mehanske vzmeti ali upogibne snovi, ki podpirajo maso
• Dušenje: Zračno, magnetno ali tekočinsko dušenje
• Transdukcija: Relativno gibanje, pretvorjeno v električni signal

Območja frekvenčnega odziva

• Pod naravno frekvenco: Masa in stanovanje se premikata skupaj (slab odziv)
• Pri naravni frekvenci: Resonanca (ojačana, a popačena)
• Nad naravno frekvenco: Masa miruje, ohišje vibrira (dobro merilno območje)
• Uporabno območje: Običajno > 2× naravna frekvenca

Vrste seizmičnih pretvornikov

Pretvorniki hitrosti (s premično tuljavo)

• Magnet, obešen na vzmeti znotraj tuljave
• Relativna hitrost ustvarja napetost (elektromagnetna indukcija)
• Naravna frekvenca običajno 8–15 Hz
• Uporabno nad 16–30 Hz
• Neposredno meri hitrost

Akcelerometri

• PiezoelektričniPiezo kristal zaznava masno silo
• MEMS: Kapacitivno ali piezoresistivno zaznavanje
• Višja naravna frekvenca (10–30 kHz)
• Uporabno od ~1 Hz navzgor
• Meri pospešek

Seizmični v primerjavi z neseizmičnimi senzorji

Seizmični senzorji (inercialni referenci)

• Merilniki pospeška, pretvorniki hitrosti
• Merjenje absolutnega gibanja
• Nameščeno na vibrirajoči strukturi
• Notranja masa zagotavlja referenco
• Najpogostejši za spremljanje strojev

Neseizmični senzorji (zunanja referenca)

• Bližinske sonde (vrtinčni tok)
• Merjenje relativnega gibanja med dvema površinama
• Zahteva stacionarno pritrdilno točko
• Merjenje gibanja gredi glede na ležaj
• Uporablja se za merjenje vibracij gredi

Prednosti potresne zasnove

Samostojna referenca

• Zunanja referenca ni potrebna
• Lahko se namesti kjer koli na vibrirajočo konstrukcijo
• Meri absolutno gibanje v inercialnem prostoru

Vsestranskost

• En sam tip senzorja za številne aplikacije
• Začasna ali trajna namestitev
• Prenosljivo med stroji

Omejitve

Omejitve frekvenčnega odziva

• Ni mogoče zanesljivo meriti pod ~2× naravno frekvenco
• Pretvorniki hitrosti so slabi pod 15–20 Hz
• Kompromis: nizka naravna frekvenca (dober nizkofrekvenčni odziv) v primerjavi z veliko velikostjo

Ukrepi za stanovanjsko gibanje

• Meri ohišje ležaja, ne gredi neposredno
• Vibracije ohišja ≠ vibracije gredi (na katere vpliva togost ležaja, konstrukcija)
• Za neposredno gibanje gredi potrebujete bližinske sonde

Aplikacije

Spremljanje stanja strojev

• Meritve ohišja ležaja
• Splošni trend vibracij
• Okvara ležaja odkrivanje
• Splošna diagnostika strojev

Strukturne vibracije

• Vibracije stavb in temeljev
• Seizmični monitoring (potresi)
• Vibracije tal zaradi strojev

Modalna analiza

• Merjenje strukturnega odziva na vplive
• Določite naravne frekvence in oblike modov
• Meritve prenosne funkcije

Seizmični pretvorniki, ki uporabljajo notranje mase kot inercialne reference, tvorijo osnovo merjenja vibracij pri spremljanju vrtljivih strojev. Razumevanje seizmičnega principa – kako viseče mase omogočajo merjenje absolutnega gibanja – pojasnjuje tako zmogljivosti kot omejitve merilnikov pospeška in pretvornikov hitrosti, ki so delovni konji industrijskih programov za analizo vibracij.

---

← Nazaj na glavno kazalo