Förstå triboelektriskt brus

Definition: Vad är triboelektriskt brus?

Triboelektriskt brus är en form av elektrisk störning som kan kontaminera vibrationssignaler, särskilt de från piezoelektriska accelerometrarDet är en lågfrekvent brussignal som genereras när själva sensorkabeln utsätts för mekanisk rörelse, såsom böjning, böjning eller stötar. Detta brus är inte relaterat till den faktiska vibrationen hos den maskin som mäts och kan därför leda till betydande mätfel om den inte kontrolleras korrekt.

Orsaken: Den triboelektriska effekten

Bullret genereras av triboelektrisk effekt, ett fenomen där statisk laddning skapas när två olika material bringas i kontakt med varandra och sedan separeras. En typisk koaxial accelerometerkabel består av en central ledare, ett dielektriskt (isolerande) lager och en yttre skärm.

När kabeln böjs gnuggar dielektrikumet och den yttre skärmen mot varandra, vilket genererar en liten mängd statisk laddning. Denna laddning skapar en spänning som uppfattas av den mycket känsliga förstärkaren som är ansluten till den piezoelektriska sensorn. Resultatet är ett lågfrekvent "rumble" eller en falsk spänningstopp i vibrationssignalen som inte har något att göra med maskinens vibration.

Kännetecken för triboelektriskt brus

• Låg frekvens: Bruset är huvudsakligen ett lågfrekvent fenomen, vanligtvis under 10 Hz.
• Falska spikar: Det uppträder ofta som slumpmässiga toppar med hög amplitud i tidsvågform.
• "Skidbacke"-spektrum: I en FFT-spektrum, kan det bidra till en "skidbacke"-effekt, där brusgolvet är mycket högt vid den lågfrekventa änden av spektrumet och sedan sjunker av.
• Ej upprepningsbar: Bruset är inte synkront med maskinens rotation och är inte repeterbart mellan mätningar.

Varför är det ett problem?

Triboelektriskt brus kan maskera de verkliga lågfrekventa vibrationssignalerna från en maskin. Detta är ett betydande problem vid analys av maskiner med låg hastighet, där viktig diagnostisk information (som obalans och feljustering vid 1X varv/min) finns vid dessa låga frekvenser. Bruset kan antingen dölja dessa verkliga signaler eller misstas för dem, vilket leder till en feldiagnos.

Hur man förhindrar triboelektriskt brus

Förebyggande av triboelektriskt brus uppnås genom korrekt kabelval och installationstekniker:

1. Använd högkvalitativ kabel med lågt brus: Välrenommerade sensortillverkare erbjuder "lågbrusiga" kablar. Dessa kablar har ett speciellt ledande grafitlager applicerat mellan dielektrikumet och den yttre skärmen. Detta lager fungerar som en dränering, vilket förhindrar uppbyggnad av statisk laddning och dramatiskt minskar den triboelektriska effekten.
2. Säkra kabeln: Detta är det viktigaste praktiska steget. Kabeln bör vara ordentligt fastbunden eller limmad på maskinytan så nära sensorn som möjligt. Detta säkerställer att kabeln vibrerar *med* maskinen istället för att böjas och röra sig självständigt. Lösa öglor eller dinglande kabeldelar är främsta bullerkällor.
3. Undvik stötar från kabeln: Se till att kabeln är dragen borta från alla stötkällor eller piskning, såsom roterande axlar eller andra rörliga maskindelar.
4. Korrekt jordning: Även om det inte är direkt relaterat till den triboelektriska effekten, är det viktigt att säkerställa att sensorn och kablarna är korrekt jordade enligt tillverkarens instruktioner för att förhindra andra former av elektriskt brus, såsom jordslingor.

Genom att använda rätt typ av kabel och, viktigast av allt, säkerställa att den är ordentligt säkrad, kan effekterna av triboelektriskt brus nästan helt elimineras, vilket leder till renare och mer tillförlitliga lågfrekventa vibrationsdata.

← Tillbaka till huvudmenyn