Акселерометр чист? Дастур барои таҳлили ларзиш
Як акселерометр аст трансдюсер (ё сенсор), ки ҳаракати механикӣ — махсусан шитоб ки аз ларзиш ё зарба ба вуҷуд меояд — ба сигнали электрикии мутаносиб табдил медиҳад. Ин сенсор аз ҳама бештар истифодашаванда дар соҳаи нигоҳдории техникии пешгӯёна ва мониторинги ҳолат аст. Бо чен кардани суръати тағйирёбии суръати нуқтае дар дастгоҳ, акселерометр маълумоти хомро таъмин мекунад, ки ба таҳлилчӣ имкон медиҳад як қатор хатогиҳои механикӣ ва электрикиро — аз нуқсонҳои подшипник то номувозинатӣ ва носамтии меҳварҳо.
Дар маҷмӯаҳои балансировкаи мобилӣ акселерометр сенсори асосӣ аст: сенсори ларзиши Vibromera акселерометри саноатӣест, ки бо асбобҳои Balanset таъмин карда мешавад.
1. Таъриф: Маркази ченкунии ларзиш
Шитоб миқдори табиӣ барои ченкунӣ дар дастгоҳҳои гардишӣ мебошад, зеро қувваҳои динамикӣ, ки ба дастгоҳ зарар мерасонанд — қувваи марказгурез аз нуқтаи вазнин, зарба аз роҳи ғелониши подшипнике, ки пӯстшавӣ дорад — ба шитоб мутаносибанд. Акселерометр бевосита ба ин қувваҳо ҷавоб медиҳад, бинобар ин он дар маркази қариб ҳамаи анализатори вибратсия ва ҷамъовари маълумот.
Яке аз қувваҳои амалии акселерометр он аст, ки сигнали шитоби онро метавон ба таври электронӣ интегратсияшуда як маротиба барои ба даст овардани суръат (мм/с) ва ду маротиба барои ба даст овардани ҷойивазкунӣ (мкм). Бинобар ин, як сенсори дуруст насбшуда ҳамаи се воҳиди классикии ларзишро фаро мегирад, ки ба таҳлилчӣ имкон медиҳад онеро интихоб кунад, ки беҳтарин нуқсонро ошкор мекунад.
2. Акселерометрҳо чӣ гуна кор мекунанд? Принсипи пиезоэлектрикӣ
Гарчанде ки чанд принсипи физикӣ вуҷуд дорад, аксарияти бештари акселерометрҳое, ки барои дастгоҳҳои саноатӣ истифода мешаванд, бар асоси таъсири пьезоэлектрикӣ мебошанд. Раванди корӣ содда аст:
- Кристалли пиезоэлектрикӣ: Дар дохили сенсор як массаи сейсмикии хурд ба пиезоэлектрикӣ элемент — одатан як керамика ба монанди PZT, ё дар сенсорҳои премиалӣ кристалли кварси дақиқ буридашуда — пайваст аст.
- Таъсири қувва: Вақте ки дастгоҳ ларзиш мекунад, корпус бо он ҳаракат мекунад. Бо инерсия, массаи дохилӣ ба ин ҳаракат муқовимат нишон дода, қувваеро ба кристалл таъсир мерасонад — мувофиқи қонуни дуюми Нютон, баробар ба масса зарби шитоб.
- Ҳосил кардани сигнал: Кристалли пиезоэлектрикии зери фишор заряди электрикии хеле хурдеро ҳосил мекунад, ки бевосита ба қувваи таъсиррасоншуда ва бинобар ин ба шитоб мутаносиб аст.
- Баромад: Электроникаи дохилӣ ин зарядро коркард карда, онро тавассути сим ба ҷамъовари маълумот ё системаи мониторинг ҳамчун тасвири аналогии шитоб дар он нуқта мегузаронад.
Тавре ки ин заряд коркард мешавад, ду оилаи маъмулро муайян мекунад. Як баромади зарядӣ сенсор заряди хомро ба тақвиятгари зарядӣ берунӣ интиқол дода, ҳароратҳои хеле баландро тоб меорад. Дар саноат бештар маъмул IEPE (ё реҷаи шиддатӣ) навъ аст, ки тақвиятдиҳандаро дар дохили сенсор ҷойгир карда, шиддати импеданси пастро хориҷ мекунад, ки тавассути симҳои оддии ду-симӣ хуб интиқол меёбад. Дизайни мустаҳкамтарин буриш сохторро истифода мебарад, ки кристаллро аз хамидагии пойдевор ва гузаришҳои гармӣ ҷудо мекунад.
3. Намудҳои акселерометрҳо
Барномаҳои гуногун ба сенсорҳои гуногун ниёз доранд, ки ҳар кадом қувваҳои худро доранд.
Акселерометрҳои умумӣ
Инҳо асбобҳои асосии мониторинги саноатӣ мебошанд. Онҳо одатан ҳассосият 100 мВ/г ва диапазони басомадро пешниҳод мекунанд, ки барои аксари дастгоҳҳои маъмулӣ ба монанди насосҳо, моторҳо ва вентиляторҳо мувофиқ аст — тақрибан аз 2 Гц то 10 кГц.
Акселерометрҳои MEMS
Акселерометрҳои Системаҳои Микро-Электрон-Механикӣ (MEMS) аз силикон сохта шуда, хеле хурд, камсарф ва арзон мебошанд. Таърихан нисбат ба намудҳои пиезоэлектрикӣ ҳассосияти камтар доштанд, аммо дастгоҳҳои муосири MEMS зуд беҳтар шуда, дар электроникаи дастӣ, системаҳои автомобилсозӣ, мониторинги бесимӣ нуқтаҳо ва насбҳои мониторинги ҳолати арзонтар маъмуланд.
Акселерометрҳои пьезорезистивӣ
Барои санҷиши зарба ва ҳаракати басомади паст истифода мешаванд, ин сенсорҳо то 0 Гц (шитоби DC) ҷавоб медиҳанд, ки онҳоро барои чен кардани шитоби устувор дар центрифуга ё ҳаракати сустравии нақлиёт муфид месозад.
Акселерометрҳои баландбасомад
Барои ошкор кардани ҳодисаҳои басомади баланд ба монанди зарбаи шестерня ва подшипник дар марҳилаи аввал тарҳрезӣ шудаанд, ин сенсорҳо массаи сейсмикии хурдтар ва басомади резонансии баландтарро истифода мебаранд, ки ченкунии дақиқро то 20 кГц ё бештар имкон медиҳад — диапазоне, ки усулҳое ба монанди таҳлили ошкор (envelope analysis) ва усули импулси зарба зинда.
4. Хусусиятҳои асосӣ ва интихоб
Ҳангоми интихоби акселерометр, муҳандисон чанд параметрро ба назар мегиранд:
- Ҳассосият (mV/g): Ҳассосияти баландтар баромади қавитареро ба вуҷуд меорад, ки барои ошкор кардани ларзиши сатҳи паст беҳтар аст; 100 мВ/г стандарти умумии саноатӣ мебошад.
- Ҷавоби басомадӣ: Минтақае, ки сенсор дар он дақиқ мехонад. Он бояд басомадҳои нуқсонҳо дастгоҳро фаро гирад, бо ҳошияи қулай дар поёни басомади хусусӣ (резонансӣ).
- Диапазони ҳарорат: Сенсор бояд ҳарорати сатҳеро, ки дар он насб шудааст, тоб орад; як ҳароратсанҷ одатан барои мониторинги муштарак дар як ҷо ҷойгир карда мешавад.
- Усули насб: Чӣ гуна сенсор васл мешавад — бо болт, чӯбӣ ё магнит — ба дақиқии басомади баланд таъсири қавӣ мерасонад. Васл кардан бо болт мувофиқи ISO 5348 беҳтарин пайвастшавӣ ва васеътарин банди басомади кориро таъмин мекунад; магнит барои корҳои роҳӣ қулай аст, аммо ҳадди болоии басомадро паст мекунад. Сифати паст сарбандӣ метавонад як резонанси насбшавиро -ро ворид кунад, ки худро ҳамчун нуқсони мошин нишон медиҳад.
Шумо метавонед қимати банди басомади як васлкунии муайянро бо Ҳисобкунаки резонанси насби акселерометр пеш аз он ки ба як схемаи насб қарор диҳед, ҳисоб кунед.
5. Татбиқот дар назорати ҳолат
Акселерометрҳо асоси қариб ҳар як таҳлили ларзиш вазифаро ташкил медиҳанд, аз ҷумла:
- Барномаҳои нигоҳдории пешгӯикунанда: ҷамъоварии маълумоти оддӣ дар роҳ барои мушоҳидаи саломатии мошин ва пешгӯии вайроншавиҳо.
- Ташхиси нуқсон: муайян кардани номувозинатӣ, носамтии меҳварҳо, сустӣ ва фарсудашавии подшипник аз спектри вибратсия.
- Санҷиши қабул: тасдиқ кардан, ки мошинҳои нав ё таъмиршуда ба меъёрҳои ларзиш, ба монанди ISO 20816 (иҷрокунандаи муосири ISO 10816).
- Таҳлили модӣ: омӯзиши басомадҳои хусусӣ ва шаклҳои модалӣ -и сохтор.
Балансировка дар ҷои кор яке аз мураккабтарини ин корҳост, зеро он ҳам амплитуда ва фаза ва ҳам фазаи ларзиши як маротиба дар як гардишро талаб мекунад. Як асбоби ду-каналаи мобилӣ, ба монанди Balanset-1A ду акселерометри худро мегирад, онҳоро ба тахометр импулс қулф мекунад ва амплитуда ва фазаи 1×-ро бевосита дар подшипникҳои худи мошин дар суръати корӣ чен мекунад — сигнали хами акселерометрро ба коэффисиентҳои таъсир ва вазнҳои ислоҳкунанда табдил медиҳад, ки барои балансировка кардани ротор дар ҷои кор лозиманд.
