Шта је акцелерометар? Водич за анализу вибрација

Дефиниција: Суштина мерења вибрација

Један акцелерометар је претварач (или сензор) који претвара механичко кретање, тачније убрзање од вибрација или удара, у пропорционални електрични сигнал. То је најшире коришћени сензор у области предиктивног одржавања и праћења стања. Мерењем убрзања компоненти машине, акцелерометар пружа сирове податке потребне за дијагностиковање широког спектра механичких и електричних кварова, од оштећења лежајева до неуравнотежености и неусклађености.

Како раде акцелерометри? Пиезоелектрични принцип

Иако постоји неколико врста акцелерометара, велика већина оних који се користе за праћење индустријских машина заснована је на пиезоелектрични ефекатЕво поједностављеног објашњења како функционишу:

1. Пиезоелектрични кристал: Унутар акцелерометра налази се мала маса причвршћена за пиезоелектрични кристал (често врста керамике попут PZT-а).
2. Примена силе: Када машина вибрира, кућиште сензора се помера заједно са њом. Због инерције, унутрашња маса се опире овом кретању и делује силом на кристал.
3. Генерисање сигнала: Пиезоелектрични кристал има јединствено својство: када је компримован или напрегнут, генерише мали електрични набој (напон) који је директно пропорционалан примењеној сили.
4. Output: Овај напонски сигнал се затим условљава интерном електроником и преноси преко кабла до сакупљача података или система за праћење. Излазни сигнал је аналогни приказ убрзања машине у тој тачки.

Врсте акцелерометара

Различите примене захтевају различите врсте акцелерометара, сваки са својим предностима.

Акцелерометри опште намене

Ово су радни коњи индустријског мониторинга. Обично имају осетљивост од 100 mV/g и фреквентни опсег погодан за већину уобичајених машина попут пумпи, мотора и вентилатора (нпр. од 2 Hz до 10 kHz).

MEMS акцелерометри

Акцелерометри микроелектромеханичких система (MEMS) су сензори на бази силицијума. Веома су мали, троше мало енергије и исплативи су. Иако су традиционално мање осетљиви од пиезоелектричних типова, модерни MEMS сензори се брзо побољшавају и уобичајени су у преносној електроници, аутомобилским апликацијама и неким јефтинијим системима за праћење стања.

Пиезорезистивни акцелерометри

Ови сензори се користе за испитивање удара и мерење нискофреквентног кретања. Могу да мере до 0 Hz (једносмерно убрзање), што је корисно за примене попут мерења константног убрзања у центрифуги.

Високофреквентни акцелерометри

Дизајнирани су посебно за детекцију високофреквентних догађаја, као што су дефекти зупчаника и лежајева у раној фази. Имају мању масу и вишу резонантну фреквенцију, што им омогућава прецизно мерење вибрација до 20 kHz или више.

Кључне спецификације и избор

Приликом избора акцелерометра, инжењери узимају у обзир неколико кључних параметара:

• Осетљивост (mV/g): Већа осетљивост производи јачи сигнал, што је боље за мерење вибрација ниског нивоа. 100 mV/g је уобичајени стандард.
• Фреквентни одзив: Распон фреквенција које сензор може прецизно да измери. Ово мора да се поклапа са очекиваним фреквенцијама кварова машине.
• Temperature Range: Сензор мора бити у стању да издржи радну температуру површине машине на којој је монтиран.
• Начин монтаже: Начин на који је сензор причвршћен за машину (носач са клином, лепак, магнет) значајно утиче на тачност мерења високих фреквенција. Носач са клином пружа најбољу везу и фреквентни одзив.

Примене у праћењу стања

Акцелерометри су фундаментални за скоро све задатке анализе вибрација, укључујући:

• Програми предиктивног одржавања: Прикупљање рутинских података о вибрацијама ради праћења здравља машине и предвиђања кварова.
• Дијагноза грешке: Идентификовање специфичних проблема као што су неуравнотеженост, неусклађеност, лабавост и хабање лежајева.
• Тестирање пријема: Провера да ли нова или поправљена машина испуњава спецификације вибрација.
• Модална анализа: Проучавање природних фреквенција и облика модова структуре.

← Назад на главни индекс