Kuptimi i velometrit (sensori i shpejtësisë)
A velometër, më formalisht një transduktor shpejtësie ose sensor shpejtësie, është një lloj transduktor përdoret për të matur vibrimi. Karakteristika e tij përcaktuese është se prodhon një dalje elektrike drejtpërdrejt proporcionale me shpejtësia e sipërfaqes vibruese në të cilën është montuar. Kjo e dallon atë nga një akselerometri, dalja e të cilit është proporcionale me nxitimi, dhe nga një sondë afërsie, dalja e të cilit është proporcionale me zhvendosje.
Krahasoje me vibrometër, i cili raporton ashpërsinë e përgjithshme të vibrimit.
1. Përkufizimi: Çfarë është një Velometër?
Meqenëse shpejtësia është parametri që shumica e standardeve ndërkombëtare përdorin për të gjykuar sa ashpër po punon një makinë, një sensor që raporton shpejtësinë drejtpërdrejt është konceptualisht tërheqës. Velometri klasik është një pajisje e vetë-mjaftueshme, vetë-gjeneruese — nuk ka nevojë për burim ushqimi dhe as për kondicionim sinjali për të prodhuar një dalje të përdorshme. Ndonëse tani është më pak i zakonshëm se akselerometri në mbledhjen moderne portative të të dhënave, velometri ende ka aplikime të mirëfillta, veçanërisht në monitorimin e përhershëm të makinerive me shpejtësi mesatare dhe si anëtar i familjes më të gjerë të transduktorëve sizmikë që matin lëvizjen në raport me hapësirën e lirë, në vend të një strukture fikse.
2. Si funksionon një velometër
Velometrat tradicionalë janë sensorë elektrodinamikë. Ata funksionojnë sipas të njëjtit parim si një mikrofon dinamik ose një pickup kitare, i rregulluar nga ligji i induksionit i Faraday:
- Brenda kutisë ndodhet një bobinë teli e varur mbi susta të buta.
- Një magnet i përhershëm është fiksuar ngurtësisht te kutia.
- Kur sensori montohet mbi një makinë që vibron, kutia dhe magneti lëvizin bashkë me sipërfaqen e makinës.
- Për shkak të inercisë së saj, bobina e varur me susta priret të qëndrojë e palëvizshme në hapësirë (ky është parimi sizmik).
- Lëvizja relative mes magnetit që lëviz dhe bobinës pothuajse të palëvizshme indukton një tension në bobinë.
- Sipas ligjit të Faraday, ky tension i induktuar është drejtpërdrejt proporcional me shpejtësinë e lëvizjes relative — pikërisht madhësia që na duhet.
Sistemi sustë-masë sillet në këtë mënyrë vetëm mbi frekuencën e vet frekuenca natyrore (shpesh rreth 8–10 Hz), çka përcakton kufirin e frekuencës së ulët të sensorit. Ekzistojnë gjithashtu “velometra piezoelektrikë” modernë: këta janë në thelb akselerometra me një integrimi qark elektronik i integruar që konverton nxitimin në një sinjal shpejtësie brenda vetë sensorit, duke shmangur pjesët lëvizëse të brishta të dizajnit elektrodinamik.
3. Avantazhet dhe disavantazhet e velometrave
Përparësitë
- Dalje e drejtpërdrejtë e shpejtësisë: ata matin shpejtësinë drejtpërdrejt — parametri më i përdorur për vlerësimin e ashpërsia e vibrimeve në makineri me qëllim të përgjithshëm në brezin afërsisht 10 Hz deri në 1.000 Hz (sipas ISO 20816, pasardhësit modern të ISO 10816). Nuk kërkohet asnjë integrim në analizator, gjë që e mban zinxhirin e sinjalit të thjeshtë.
- Vetë-furnizues (pasiv): velometrat tradicionalë elektrodinamikë gjenerojnë vetë sinjalin e tyre dhe nuk kanë nevojë për ushqim të jashtëm, gjë që është e dobishme në disa instalime industriale dhe në zona me rrezik.
- Përgjigje e mirë në frekuenca të ulëta: mbi frekuencën e tyre natyrore, ato janë përgjithësisht më të ndjeshme në frekuenca të ulëta se shumica e akselerometrave me qëllim të përgjithshëm, duke dhënë një sinjal të fortë dhe të pastër aty ku ndodhen çekuilibri dhe keqrreshtimi.
Disavantazhet
- Diapazon i kufizuar frekuencash: brezi i tyre i përdorshëm është më i ngushtë se ai i akselerometrit. Ata nuk janë të përshtatshëm për goditjet me frekuencë të lartë të defektet e kushinetës ose defektet e ingranazheve, të cilat bien shumë mbi kufirin e tyre të rënies.
- Pjesë lëvizëse: montimi i brendshëm sustë-bobinë mund të lodhet, të devijojë ose të dëmtohet plotësisht, veçanërisht në shërbime me vibrim të lartë.
- Ndjeshmëri ndaj orientimit: ata duhet të instalohen në orientimin për të cilin janë projektuar (vertikal ose horizontal), sepse graviteti para-ngarkon varjen me susta.
- Më të mëdhenj dhe më të rëndë: ata janë zakonisht shumë më të mëdhenj dhe më të rëndë se një akselerometër modern, gjë që mund të ngarkojë me masë strukturat e lehta.
- Ndjeshmëri ndaj fushave magnetike: fushat e jashtme të forta, si ato pranë motorëve të mëdhenj, mund të bashkohen me bobinën dhe të prishin leximin.
4. Velometri kundrejt akselerometrit
Për mbledhjen moderne portative të të dhënave dhe diagnostikimi i vibrimeve, akselerometri është sensori i zgjedhur. Përgjigja e tij në frekuencë është shumë më e gjerë dhe më e sheshtë, kështu që një akselerometër i vetëm kap si vibrimin me frekuencë të ulët nga çekuilibri, ashtu edhe vibrimin me frekuencë shumë të lartë nga defektet e kushinetave dhe ingranazheve. analizues vibrimesh më pas integron në mënyrë elektronike sinjalin e nxitimit për të shfaqur shpejtësinë ose zhvendosjen sipas kërkesës — një sensor i fortë që mbulon gjithçka që bënte velometri dhe shumë më tepër. Kjo është pikërisht si funksionon versioni portativ dykanalësh Balanset-1A punon në terren: merr nxitimin nga akselerometrat e tij, e integron në shpejtësi për vlerësimin e ashpërsisë sipas gradave ISO, dhe përdor të njëjtin sinjal për të matur amplitudën dhe fazën 1× të nevojshme për balancimin në një plan dhe në dy plane. Nëse keni nevojë të konvertoni leximet mes llojeve të ndryshme sensorësh, mjeti ynë Konvertuesi i Njësive të Vibrimit lëviz pastër mes mm/s, µm dhe g.
Velometrat, pra, gjenden tani kryesisht si sensorë të instaluar përhershëm në makina me shpejtësi mesatare — ventilatorë, pompa dhe motorë — dhe veçanërisht në impiantet më të vjetra, ku ishin transduktori i monitorimit i specifikuar fillimisht dhe vazhdojnë të bëjnë punë të ndershme dekadë pas dekade.
