Фаҳмиши Велометр (Датчикҳои суръат)
А велометр, расмантар табдилдиҳандаи суръат ё датчики суръат, намуди трансдюсер барои чен кардани ларзиш. Хусусияти муайянкунандаи он дар он аст, ки он хуруҷи электрикиеро истеҳсол мекунад, ки бевосита ба суръат сатҳи ларзандае, ки ба он насб шудааст, мутаносиб аст. Ин онро аз акселерометр, ки хуруҷи он ба шитоб мутаносиб аст, ва аз зонди наздикӣ, ки хуруҷи он ба ҷойивазкунӣ.
Муқоиса кунед бо виброметр, ки шиддати умумии ларзишро гузориш медиҳад.
1. Таъриф: Велометр чист?
Азбаски суръат параметре аст, ки аксари стандартҳои байналмилалӣ барои баҳодиҳии сатҳи ларзиши кории дастгоҳ аз он истифода мебаранд, датчике, ки суръатро бевосита нишон медиҳад, аз нигоҳи назариявӣ ҷолиб аст. Велометри классикӣ дастгоҳи худкофӣ ва худгенератсиякунанда аст — барои истеҳсоли хуруҷи корбарӣ ба манбаи ҷараён ва шартгузории сигнал ниёз надорад. Гарчанде ки ҳоло он дар ҷамъоварии маълумоти муосири дастӣ нисбат ба акселерометр камтар маъмул аст, велометр ҳанӯз ҳам татбиқи воқеӣ дорад, махсусан дар назорати доимии дастгоҳҳои суръати миёна ва ҳамчун узви оилаи васеътари табдилдиҳандаҳои сейсмикӣ ки ҳаракатро нисбат ба фазои озод, на нисбат ба сохтори собит чен мекунанд.
2. Чӣ гуна Велометр кор мекунад
Велометрҳои анъанавӣ датчикҳои электродинамикӣ мебошанд. Онҳо ҳамон принсипи микрофони динамикӣ ё pickup-и гитараро доранд, ки қонуни индуксияи Фарадей идора мекунад:
- Дар дохили корпус сими пичидашуда (катушка) мавҷуд аст, ки ба пружинаҳои нарм овезон аст.
- Магнити доимӣ ба корпус сахт маҳкам карда шудааст.
- Вақте ки датчӣ ба дастгоҳи ларзанда насб карда мешавад, корпус ва магнит бо сатҳи дастгоҳ ҳаракат мекунанд.
- Аз сабаби инерсия, катушкаи ба пружина овезон шуда майл дорад, ки дар фазо ором монад (ин принсипи сейсмикӣ аст).
- Ҳаракати нисбӣ байни магнити ҳаракаткунанда ва катушкаи қариб собит дар катушка шиддат (вольт) ба вуҷуд меорад.
- Мувофиқи қонуни Фарадей, ин шиддати ба вуҷудомада бевосита ба суръати ҳаракати нисбӣ мутаносиб аст — айнан ҳамон бузурге, ки мо мехоҳем.
Системаи пружина-масса танҳо дар болои басомади табиӣ (одатан тақрибан 8–10 Hz) чунин рафтор мекунад, ки ин маҳдудияти басомади пасти датчикро муайян мекунад. Велометрҳои «пиезоэлектрикӣ»-и муосир низ мавҷуданд: инҳо аслан акселерометрҳое мебошанд, ки дорои интегратсия схемаи электронии дохилӣ мебошанд, ки шитобро ба сигнали суръат дар дохили худи датчик табдил медиҳад, ки аз қисмҳои ҳаракаткунандаи нозуки тарҳи электродинамикӣ худдорӣ мекунад.
3. Бартариҳо ва камбудиҳои Велометрҳо
Афзалиятҳо
- Хуруҷи бевоситаи суръат: онҳо суръатро фавран чен мекунанд — параметре, ки бештар барои баҳодиҳии шиддати ларзиш дар дастгоҳҳои умумимашраб дар банди тақрибан 10 Hz то 1,000 Hz истифода мешавад (мувофиқи ISO 20816, ивазкунандаи муосири ISO 10816). Дар анализатор интегратсия лозим нест, ки занҷири сигналро содда нигоҳ медорад.
- Худтаъминкунанда (пассивӣ): велометрҳои электродинамикии анъанавӣ сигнали худро истеҳсол мекунанд ва ба қувваи беруна ниёз надоранд, ки дар баъзе насбҳои саноатӣ ва минтақаҳои хатарнок муфид аст.
- Ҷавоби хуби басомади паст: дар болои басомади хусусии онҳо, онҳо одатан дар басомадҳои паст нисбат ба акселерометрҳои умумимашраби бисёр ҳассостаранд, ки сигнали қавӣ ва тозаро дар ҷое, ки номувозинатӣ ва носамтии меҳварҳо зиндагӣ мекунанд, медиҳанд.
Камбудиҳо
- Минтақаи маҳдуди басомад: банди кории онҳо танготар аз акселерометр аст. Онҳо барои зарбаҳои басомади баланди нуқсонҳои подшипник ё нуқсонҳои редуктор мувофиқ нестанд, ки хеле болои нуқтаи пастшавии онҳо ҷойгиранд.
- Қисмҳои ҳаракаткунанда: маҷмӯи дохилии пружина ва катушка метавонад хаста шавад, дрифт кунад ё комилан вайрон шавад, махсусан дар хизмати ларзиши баланд.
- Ҳассосият ба самт: онҳо бояд дар самте насб карда шаванд, ки барои он тарҳрезӣ шудаанд (амудӣ ё уфуқӣ), зеро қувваи ҷозиба пружинаи овезонро пешакӣ бор мекунад.
- Калонтар ва вазнинтар: онҳо одатан хеле калонтар ва вазнинтар аз акселерометри муосир мебошанд, ки метавонад сохторҳои сабукро бо масса бор кунад.
- Ҳассосият ба майдонҳои магнитӣ: майдонҳои берунии қавӣ, ба монанди онҳое, ки назди муҳаррикҳои калон ҷойгиранд, метавонанд ба катушка гузаранд ва хондаро вайрон кунанд.
4. Велометр vs. Акселерометр
Барои ҷамъоварии маълумоти муосири мобилӣ ва вибродиагностика, акселерометр датчики интихобшуда аст. Ҷавоби басомадии он хеле васеъ ва ҳамвортар аст, бинобар ин як акселерометр ҳам ларзиши басомади паст аз номувозинатӣ ва ҳам ларзиши басомади хеле баланд аз нуқсонҳои подшипник ва шестерняро сабт мекунад. Ин анализатори вибратсия сигнали шитобро ба таври электронӣ интегратсия мекунад, то суръат ё ҷойивазкунӣро тибқи талабот нишон диҳад — як датчики устувор, ки ҳамаи корҳои велометр ва бисёр чизҳои дигарро фаро мегирад. Ин айнан ҳамон тавре аст, ки Balanset-1A дар майдон кор мекунад: он шитобро аз акселерометрҳои худ мегирад, барои баҳодиҳии шиддат нисбат ба дараҷаҳои ISO ба суръат интегратсия мекунад ва ҳамон сигналро барои ченкунии амплитуда ва фазаи 1×, ки барои балансировкаи якҳамворӣ ва дуҳамворӣ лозим аст, истифода мебарад. Агар шумо ба тарҷумаи хонданҳо байни намудҳои датчик ниёз дошта бошед, Табдилдиҳандаи воҳидҳои ларзиш бе мушкилӣ байни mm/s, µm ва g мегузарад.
Велометрҳо, пас, ҳоло асосан ҳамчун датчикҳои насбшудаи доимӣ дар дастгоҳҳои суръати миёна — вентиляторҳо, насосҳо ва муҳаррикҳо — ва махсусан дар корхонаҳои кӯҳна, ки онҳо табдилдиҳандаи назоратии аввал муайяншуда буданд ва солҳо пас аз сол корҳои воқеӣ идома медиҳанд, ёфт мешаванд.
