Шта је пиезоелектрични акцелерометар? Сензор вибрација • Преносни балансер, анализатор вибрација "Balanset" за динамичко балансирање дробилица, вентилатора, малчера, пужева на комбајнима, вратила, центрифуга, турбина и многих других ротора Шта је пиезоелектрични акцелерометар? Сензор вибрација • Преносни балансер, анализатор вибрација "Balanset" за динамичко балансирање дробилица, вентилатора, малчера, пужева на комбајнима, вратила, центрифуга, турбина и многих других ротора

Шта је пиезоелектрични акцелерометар? Сензор вибрација

Објавио admin на

Разумевање пиезоелектричних акцелерометара

Дефиниција: Шта је пиезоелектрични акцелерометар?

Пиезоелектрични акцелерометар је вибрација сензор који користи пиезоелектрични ефекат — где одређени кристали генеришу електрични набој када су механички оптерећени — да би претворио механичко убрзање у електрични сигнал пропорционалан амплитуди вибрација. Када сензор доживи убрзање, унутрашња маса (сеизмичка маса) компресује или растеже пиезоелектричне кристалне елементе, генеришући електрично наелектрисање или напон који се условљава и емитује као мерни сигнал.

Пиезоелектрични акцелерометри су најчешће коришћени сензори вибрација у индустријским применама због свог широког фреквентног опсега (0,5 Hz до 50+ kHz), високе осетљивости, робусности и самогенеришуће природе (не захтевају спољни извор напајања за сам сензорски елемент). Они чине темељ модерног... vibration analysis и програме за праћење стања.

Пиезоелектрични ефекат

Физички принцип

  • Одређени кристали (кварц, турмалин) и керамика (ПЗТ, баријум титанат) су пиезоелектрични
  • Механички стрес генерише електрични набој на површинама кристала
  • Наелектрисање пропорционално примењеној сили
  • Реверзибилни ефекат (примена напона изазива деформацију)
  • Самогенеришуће (није потребна снага за генерисање пуњења)

У акцелерометру

  1. Вибрација убрзава базу сензора и кућиште
  2. Унутрашња сеизмичка маса делује на силу (F = m × a)
  3. Сила компресује пиезоелектрични кристал
  4. Кристал генерише наелектрисање пропорционално сили (а самим тим и убрзању)
  5. Наелектрисање сакупљено на електродама и претворено у мерљив сигнал

Врсте пиезоелектричних акцелерометара

Интерним дизајном

Тип компресије

  • Најчешћи дизајн
  • Кристал компримован између масе и базе
  • Робустан, широк температурни опсег
  • Добро за тешке услове

Тип смицања

  • Кристал се смица кретањем масе
  • Одлична изолација базних напрезања
  • Бољи одзив на ниским фреквенцијама
  • Мање осетљив на температурне промене
  • Премијум перформансе

Флексурални (савијање) тип

  • Кристал у конфигурацији савијања
  • Могућа висока осетљивост
  • Мање уобичајено у индустријским применама

По типу електронике

Режим пуњења

  • Излаз је наелектрисање (пикокулони)
  • Потребно је екстерно појачало пуњења
  • Екстремна температурна отпорност (до 650°C)
  • Излаз високе импедансе (осетљив на кабл)
  • Специјализоване апликације

IEPE/ICP (напонски режим)

  • Уграђена електроника претвара наелектрисање у напон
  • ИЕПЕ је индустријски стандард
  • Излаз ниске импедансе
  • Једноставно повезивање
  • 95%+ индустријских примена

Спецификације перформанси

Sensitivity

  • Излаз по јединици убрзања (mV/g, pC/g)
  • Типично: 10-100 mV/g за IEPE; 1-100 pC/g за режим пуњења
  • Већа осетљивост = боља резолуција, али нижи опсег
  • Избор на основу очекиваних нивоа вибрација

Фреквентни опсег

  • Ниска фреквенција: 0,5-5 Hz у зависности од електронике
  • Висока фреквенција: 5-50 kHz до резонанције
  • Корисни опсег: Типично до 1/3 резонантне фреквенције
  • Монтажа утиче на: Начин монтаже ограничава одзив високих фреквенција

Распон амплитуде

  • Општа намена: ±50 г до ±500 г
  • Висока осетљивост: ±5 г до ±50 г
  • Сензори удара: ±500g до ±10.000g
  • Не сме прећи домет (одсецање, оштећење)

Критеријуми за избор

За опште праћење машина

  • 100 mV/g IEPE акцелерометар
  • Опсег ±50 г
  • Фреквентни опсег 1 Hz – 10 kHz
  • Индустријска температурна оцена (-40 до +120°C)
  • Херметички затворено

За откривање дефеката лежајева

  • Виши фреквентни одзив (до 20+ kHz)
  • Умерена осетљивост (10-50 mV/g)
  • Широк динамички опсег
  • Монтажа помоћу клинова за најбоље повезивање високих фреквенција

За примене на високим температурама

  • Високотемпературни IEPE (до 175°C) или режим пуњења (до 650°C)
  • Специјална монтажа и каблови
  • Може жртвовати неке перформансе због температурних могућности

Монтажа и инсталација

Растући утицај на перформансе

  • Носач са клином: Најбоље (равномерно до 10+ kHz)
  • Adhesive: Добро (равно до 7-8 kHz)
  • Магнетни: Прихватљиво (равномерно до 2-3 kHz)
  • Сонда/Ручни: Лоше (ограничено на ниске фреквенције, квалитативно)

Захтеви за инсталацију

  • Чиста, равна површина за монтажу
  • Одговарајући обртни момент за монтажу клинова
  • Танак, равномеран слој лепка
  • Магнетна база потпуно постављена
  • Кабл осигуран да би се спречило повлачење

Пиезоелектрични акцелерометри, посебно IEPE типови, су окосница индустријског праћења вибрација. Њихова комбинација широког фреквентног одзива, високе осетљивости, робусности и (за IEPE) једноставности чини их сензором по избору за праћење стања, дијагностику и балансирање у великој већини примена ротационих машина широм света.

← Назад на главни индекс

Categories:
WhatsApp