Pretvorniki: senzorji za analizo vibracij

Definicija: Kaj je pretvornik?

V kontekstu analize vibracij, a pretvornik je naprava, ki pretvarja fizično, mehansko gibanje (vibracije) v sorazmeren električni signal. Ta električni signal lahko nato obdela, izmeri in analizira zbiralnik podatkov ali nadzorni sistem. Pretvorniki so primarni senzorji in prvi člen v merilni verigi; brez zanesljivega pretvornika ni mogoča nobena smiselna analiza. Izbira pretvornika je ključna odločitev, ki je odvisna od tipa stroja, njegove hitrosti in specifičnih napak, ki jih je treba spremljati.

Tri glavne vrste vibracijskih pretvornikov

Pri spremljanju industrijskih strojev se uporabljajo tri glavne vrste pretvornikov, od katerih vsak meri drugačen fizikalni parameter vibracij.

1. Akcelerometer (meri pospešek)

Spletna stran merilnik pospeška je daleč najpogostejši in vsestranski pretvornik vibracij. Meri pospešek konstrukcije, na katero je nameščen.

• Načelo: Večina industrijskih merilnikov pospeška je piezoelektričnih, ki uporabljajo kristal, ki ustvari napetost, ko je obremenjen z notranjo maso.
• Prednosti: Imajo izjemno široko frekvenčno območje, so zelo robustni, na voljo so v številnih različnih izvedbah in se lahko uporabljajo na skoraj vseh vrstah strojev. Še posebej so odlični za zaznavanje visokofrekvenčnih dogodkov.
• Primarna uporaba: Splošno spremljanje strojev, od strojev z nizko hitrostjo do zelo visoko hitrostnih turbo strojev. So senzorji, ki so ključni za odkrivanje visokofrekvenčnih napak, kot so okvare ležajev in zobnikov.

2. Pretvornik hitrosti (meri hitrost)

A pretvornik hitrosti je elektrodinamični senzor, ki neposredno meri hitrost vibracij.

• Načelo: Deluje kot mikrofon, z žico, ki visi v magnetnem polju. Ko ohišje vibrira, relativno gibanje med tuljavo in magnetom ustvarja napetost, sorazmerno s hitrostjo.
• Prednosti: Proizvajajo močan signal z nizkim šumom v srednjefrekvenčnem območju (približno 10 Hz do 1000 Hz), kjer se pojavljajo najpogostejše napake, kot sta neuravnoteženost in neporavnanost. Ne potrebujejo zunanjega napajanja.
• Slabosti: So bolj krhki kot merilniki pospeška, imajo omejeno frekvenčno območje in so občutljivi na magnetna polja ter orientacijo montaže. V veliki meri so jih nadomestili merilniki pospeška v kombinaciji z elektronsko integracijo za izračun hitrosti.
• Primarna uporaba: V preteklosti se je uporabljal za splošno spremljanje strojev, preden so postali običajni robustni merilniki pospeška. Včasih se še vedno uporablja za trajno spremljanje v srednjefrekvenčnem območju.

3. Sonda za bližino (meri premik)

Spletna stran sonda za bližino (ali sonda za vrtinčne tokove) je brezkontaktni pretvornik, ki meri premik vrteče se gredi.

• Načelo: Uporablja elektromagnetno polje za indukcijo in merjenje vrtinčnih tokov na površini gredi, kar omogoča merjenje reže med konico sonde in gredjo.
• Prednosti: Meri dejansko gibanje same gredi, ne ohišja stroja. Je brezkontakten in meritve potekajo vse do 0 Hz (enosmerni tok), kar omogoča merjenje povprečnega položaja gredi in njenih vibracij.
• Primarna uporaba: Bistveno za zaščito in spremljanje kritičnih, visokohitrostnih turbopostrojev s fluidnimi ležaji, kot so turbine in kompresorji. Uporablja se za analizo pojavov, kot so orbite gredi in položaj središčne črte.

Izbira pravega pretvornika

Izbira pretvornika je ključni korak pri vzpostavitvi programa spremljanja. Splošno pravilo je, da izberete pretvornik, ki je najbolj občutljiv v frekvenčnem območju pričakovanih napak:

• Uporabite bližinske sonde za gibanje gredi pri strojih s fluidnimi ležaji.
• Uporabite merilniki pospeška za vse ostalo, saj so najbolj vsestranski. Signal se lahko integrira v hitrost za analizo srednjefrekvenčnih napak ali pa se uporabi neposredno kot pospešek za visokofrekvenčne napake.

← Nazaj na glavno kazalo