Разумевање велометра (сензора брзине)
A велометар, формалније речено, трансдуктор брзине или сензор брзине, јесте тип претварач користи се за мерење вибрација. Њена карактеристична особина је да производи електрични излаз директно пропорционалан брзина од вибрирајуће површине на коју је причвршћен. Ово га издваја од једног акцелерометар, чији је излаз пропорционалан убрзање, и од сонда за близину, чији је излаз пропорционалан померање.
1. Дефиниција: Шта је велометар?
Пошто је брзина параметар који већина међународних стандарда користи да процени колико грубо машина ради, сензор који директно мери брзину је концептуално привлачан. Класични велометар је самосталан уређај који сам генерише енергију — не захтева спољно напајање нити условније сигнала да би произвео употребљив излаз. Иако је данас мање уобичајен од акселерометра у савременом преносном прикупљању података, велометар и даље има стварне примене, нарочито у трајном надгледању машина средње брзине и као члан шире породице сеизмички трансдукери који мере кретање у односу на слободни простор, а не у односу на фиксну конструкцију.
2. Како велометар функционише
Традиционални велометри су електродинамички сензори. Они раде по истом принципу као динамички микрофон или пикап за гитару, управљани Фарадејевим законом индукције:
- Унутар кућишта налази се намотај жице суспендован на меканим опругама.
- Трајни магнетич је чврсто причвршћен за кућиште.
- Када је сензор монтиран на вибрирајућој машини, кућиште и магнет се крећу заједно са површином машине.
- Због своје инерције, опружно суспендована калем има тенденцију да остане мирна у простору (ово је сеизмички принцип).
- Релативни помак између покретног магнета и готово стационарне калеме индукује напон у калеми.
- Према Фарадеовом закону, та индукована напонска сила је директно пропорционална брзини релативног кретања — управо оно што нам треба.
Систем опруге и масе се тако понаша само изнад свог природна фреквенција (често око 8–10 Hz), што одређује ниску фреквенцијску границу сензора. Постоје и модерни “пиезоелектрични велометри”: то су у суштини акселерометри са уграђеном електронском интеграција коло које у самом сензору претвара убрзање у сигнал брзине, заобилазећи крхке покретне делове електродинамичког дизајна.
3. Предности и мане велометара
Предности
- Директни излаз брзине: они одмах мере брзину — параметар који се најчешће користи за процену интензитет вибрације на општој намењеној опреми у опсегу од отприлике 10 Hz до 1.000 Hz (по ИСО 20816, савремени наследник ISO 10816). У анализатору није потребна интеграција, што чини ланац сигнала једноставним.
- Самонапојаван (пасиван): Традиционални електродинамички велометри генеришу свој сигнал и не захтевају спољно напајање, што је корисно у неким индустријским и опасним инсталацијама.
- Добро одзивање на ниским фреквенцијама: Изнад своје природне фреквенције, они су генерално осетљивији на нижим фреквенцијама него многи универзални акселерометри, пружајући јак, чист сигнал тамо где се налазе неуравнотеженост и неусклађеност.
Недостаци
- Ограничен опсег фреквенција: њихов употребљиви опсег је ужи од оног код акселерометра. Нису погодни за високофреквентне ударе дефекти лежаја или дефекти зупчаника, који су далеко изнад њиховог прага.
- Покретни делови: Унутрашњи склоп опруге и намотаја може доживети замор материјала, померање или потпуно отказати, посебно у условима јаких вибрација.
- Осетљивост на оријентацију: Морају бити уграђени у оријентацији за коју су дизајнирани (вертикално или хоризонтално), јер гравитација оптерећује опружну суспензију.
- Веће и тежи: они су обично много већи и тежи од модерног акцелерометра, што може преоптеретити лагане конструкције.
- Осетљивост на магнетно поље: Снажна спољна поља, као што су она у близини великих мотора, могу се прикључити на калеј и нарушити очитавање.
4. Велометар наспрам акцелерометра
За модерно преносиво прикупљање података и дијагностика вибрација, тај/та/то акцелерометар је сензор по избору. Његова фреквенцијска карактеристика је далеко шира и равнија, па један акцелерометар бележи и нискофреквентне вибрације услед неравнотеже и веома високофреквентне вибрације услед кварова лежаја и зупчаника. анализатор вибрација затим електронски интегрише сигнал убрзања да би по потреби приказао брзину или померање — један издржљив сензор који обухвата све што је велометар радио и још много више. Управо тако функционише преносиви двоканални Балансет-1а Ради на терену: мери убрзање помоћу својих акцелерометара, интегрише га у брзину како би проценио озбиљност према ISO степенима, и користи исти сигнал за мерење амплитуде и фазе у једној равни потребне за балансирање у једној и две равни. Ако вам је потребно превођење очитавања између типова сензора, наш Конвертор јединица за вибрације прелази глатко између мм/с, µм и г.
Велометри се данас најчешће налазе као трајно уграђени сензори на машинама средње брзине — вентилаторима, пумпама и моторима — а посебно у старијим постројењима где су били првобитно предвиђени као трансдусер за праћење и настављају да обављају поштени рад деценију за деценијом.
