Претварачи: Сензори анализе вибрација
У Анализа вибрација, а претварач је уређај који претвара физичко, механичко кретање — вибрација — у пропорционални електрични сигнал који прикупљач података или систем за надгледање може да обрађује, мери и анализира. Трансдуцери су примарни сензори и прва карика у ланцу мерења; без поузданог трансдуцера није могућа никаква смислена анализа. Избор правог трансдуцера је критична одлука која зависи од типа машине, њене брзине рада и специфичних кварова који се прате — јер је сваки тип трансдуцера природно осетљив на различите аспекте слике вибрација.
1. Ланac мерења и три параметра
Вибрацију је могуће описати било којом од три повезане величине, а она коју трансдуктор мери одређује у чему је најбољи. Расељавање доминира на ниским фреквенцијама и одражава грубо кретање; брзина је најпристраснија мера у средњем појасу где се налазе најчешће грешке; и убрзање наглашава догађаје високог фреквенцијског опсега који сигнализирају рано оштећење лежаја и зупчаника. Ова три су математички повезана — интеграција Претвара сигнал убрзања у брзину, а затим поново у померање — због чега један сензор, уз помоћ електронике, може обављати више улога. Без обзира на параметар, трансдуктор напаја остатак ланца: припрему сигнала, дигитализацију и, коначно, аналитизер.
2. Три главна типа вибрационих трансдуцера
Постоје три главна типа претварача који се користе у праћењу индустријских машина, а сваки мери другачији физички параметар вибрација.
Акцелерометар (мери убрзање)
The акцелерометар је далеко најчешћи и најсвестранији претварач вибрација. Он мери убрзање структуре на коју је монтиран.
- Принцип: већина индустријских јединица су пиезоелектрични, користећи кристал који генерише набој када је под утицајем унутрашње сеизмичке масе.
- Снаге: изuzетно широк опсег фреквенција, велика робустност, мноштво доступних дизајна и погодност за готово сваки машина. Посебно су изврсни у детектовању високофреквентних догађаја.
- Примарна употреба: мониторинг општенаменских машина, од машина мале брзине до турбомшина веома велике брзине, и сензор првог избора за високofrekвентне кварове као што су лежај и дефекти зупчаника.
Трансдуктор брзине (мери брзину)
A претварач брзине је електродинамички сензор који директно мери брзину вибрације.
- Принцип: Ради као микрофон — намотај жице је суспендован у магнетном пољу, и док кућиште вибрира, релативни покрет између намотаја и магнета генерише напон пропорционалан брзини.
- Снаге: јак, нискошумни сигнал у средњем фреквенцијском опсегу (отприлике од 10 Hz до 1.000 Hz), управо тамо где уобичајени кварови као неравнотежа и неусклађеност се појављује и није потребно спољно напајање.
- Слабости: крхкији од акцелерометра, са ограниченим опсегом фреквенција и осетљивошћу на магнетна поља и оријентацију монтаже. Класични самогенеришући дизајн са калемом и магнетом — велометар — је углавном замењен акцелерометрима са електронском интеграцијом.
- Примарна употреба: историјски најчешће коришћен за опште праћење пре него што су робусни акселерометери постали уобичајени, и и даље се понекад бира за трајне инсталације у средњем фреквенцијском опсегу.
Проксимити проба (мери померање)
The сонда за близинуили сонда са вртложним струјама, је бесконтактни трансдуктор који мери померање ротирајућег вратила.
- Принцип: Користи електромагнетно поље за индуковање и мерење вихрених струја на површини осовине, детектујући јаз између врха сонде и осовине.
- Снаге: Он мери стварни покрет самог вратила, а не кућишта, је бесконтактан, а његова реакција се протеже до 0 Hz (постојана струја), тако да бележи просечну позицију вратила као и његове вибрације.
- Примарна употреба: неопходно за заштиту и надгледање критичних, високобрзинских турбомшина на течном филму клизни лежајеви — турбине и компресоре — и за анализу орбита вратила и поза центар линије.
3. Избор правог трансдуктора
Избор трансдуктора је критичан корак у подешавању било ког програма за праћење. Опште правило је да се изабере сензор који је најосетљивији у фреквенцијском опсегу очекиваних кварова:
- Use сонде за близину за кретање осовине на машинама са лежајем на течном филму, где се осовина може значајно померати унутар релативно непокретног кућишта.
- Use Акцелерометри за све остало, јер су најсвестранији. Сигнал се може интегрисати у брзину за анализу кварова средње фреквенције или директно користити као убрзање за кварове високе фреквенције.
Два практична фактора заокружују избор. Трансдуцера осетљивост мора да одговара очекиваној амплитуди вибрације — ако је премало, мале грешке се губе у буци, ако је превише, јаки сигнали се искривљују — и да буде употребљив фреквенција опсег мора обухватити фреквенције квара од интереса. Пиезоелектрични сензори са излазом напуњења додатно захтевају усклађивање појачало наелектрисања у ланцу.
4. Трансдуцери у пољном балансирању и дијагностици
На преносном уређају, трансдуктор је компонента од које све остало зависи. Двоканални теренски анализатор као што је Балансет-1а Обично спаја два IEPE акселерометра са оптичким тахомером за фазну референцу, снимајући синхронизовану амплитуду и фазу на сваком лежају док машина ради на својим потпорама при радној брзини. Тај ланац заснован на акселерометрима омогућава инструменту да израчуна корекционе тежине за балансирање у једној и две равни и да изврши рутинско праћење вибрација — јасна илустрација општег принципа да је акселерометар подразумевани трансдуктор за велику већину радова на ротирајућим машинама, са ближом сонда и сеизмички трансдуктор резервисано за случајеве за које им физика најбоље одговара.
