Givare: Sensorer för vibrationsanalys

Definition: Vad är en givare?

I samband med vibrationsanalys, en givare är en anordning som omvandlar fysisk, mekanisk rörelse (vibration) till en proportionell elektrisk signal. Denna elektriska signal kan sedan bearbetas, mätas och analyseras av en datainsamlare eller ett övervakningssystem. Givare är de primära sensorerna och den allra första länken i mätkedjan; utan en pålitlig givare är ingen meningsfull analys möjlig. Valet av givare är ett kritiskt beslut som beror på maskintyp, dess hastighet och de specifika fel som övervakas.

De tre huvudtyperna av vibrationsgivare

Det finns tre huvudtyper av givare som används vid övervakning av industriella maskiner, där var och en mäter en annan fysisk vibrationsparameter.

1. Accelerometern (mäter acceleration)

Den accelerometer är den absolut vanligaste och mest mångsidiga vibrationsgivaren. Den mäter accelerationen hos den struktur den är monterad på.

• Princip: De flesta industriella accelerometrar är piezoelektriska och använder en kristall som genererar en spänning när den belastas av en inre massa.
• Styrkor: De har ett extremt brett frekvensområde, är mycket robusta, finns i många olika utföranden och kan användas på nästan alla typer av maskiner. De är särskilt utmärkta för att detektera högfrekventa händelser.
• Primär användning: Övervakning av maskiner för allmänt bruk, från lågvarviga maskiner till mycket högvarviga turbomaskiner. De är den självklara sensorn för att upptäcka högfrekventa fel som lager- och kugghjulsdefekter.

2. Hastighetsgivaren (mäter hastighet)

A hastighetsgivare är en elektrodynamisk sensor som direkt mäter vibrationshastigheten.

• Princip: Den fungerar som en mikrofon, med en trådspole upphängd i ett magnetfält. När höljet vibrerar genererar den relativa rörelsen mellan spolen och magneten en spänning som är proportionell mot hastigheten.
• Styrkor: De producerar en stark, brusfattig signal i mellanfrekvensområdet (ca 10 Hz till 1 000 Hz), vilket är där de vanligaste felen som obalans och feljustering uppstår. De kräver ingen extern strömförsörjning.
• Svagheter: De är mer ömtåliga än accelerometrar, har ett begränsat frekvensområde och är känsliga för magnetfält och monteringsriktning. De har till stor del ersatts av accelerometrar kombinerade med elektronisk integration för att beräkna hastighet.
• Primär användning: Historiskt använd för allmän maskinövervakning innan robusta accelerometrar blev vanliga. Används fortfarande ibland för permanent övervakning i mellanfrekvensområdet.

3. Närhetssonden (mäter förskjutning)

Den närhetsprob (eller virvelströmssond) är en beröringsfri givare som mäter förskjutningen av en roterande axel.

• Princip: Den använder ett elektromagnetiskt fält för att inducera och mäta virvelströmmar på axelns yta, vilket gör att den kan mäta gapet mellan sondspetsen och axeln.
• Styrkor: Den mäter själva axelns rörelse, inte maskinhöljet. Den är beröringsfri och mäter ner till 0 Hz (DC), vilket gör att den kan mäta axelns genomsnittliga position såväl som dess vibrationer.
• Primär användning: Viktigt för att skydda och övervaka kritiska höghastighetsturbiner med vätskefilmslager, såsom turbiner och kompressorer. Det används för att analysera fenomen som axelbanor och mittlinjeposition.

Att välja rätt givare

Valet av givare är ett kritiskt steg i att upprätta ett övervakningsprogram. Den allmänna regeln är att välja den givare som är mest känslig inom frekvensområdet för de förväntade felen:

• Användning närhetsprober för axelrörelse på maskiner med vätskefilmslager.
• Användning accelerometrar för allt annat, eftersom de är de mest mångsidiga. Signalen kan integreras till hastighet för att analysera fel i mellanfrekvenser eller användas direkt som acceleration för fel i högfrekvenser.

← Tillbaka till huvudmenyn