Перетворювачі: датчики аналізу вібрації

Визначення: Що таке перетворювач?

У контексті аналізу вібрації, a перетворювач – це пристрій, який перетворює фізичний, механічний рух (вібрацію) на пропорційний електричний сигнал. Цей електричний сигнал потім може бути оброблений, виміряний та проаналізований системою збору даних або системою моніторингу. Перетворювачі є основними датчиками та першою ланкою в ланцюжку вимірювання; без надійного перетворювача жодний змістовний аналіз неможливий. Вибір перетворювача є критичним рішенням, яке залежить від типу машини, її швидкості та конкретних несправностей, що контролюються.

Три основні типи вібраційних перетворювачів

Існує три основні типи перетворювачів, що використовуються в моніторингу промислового обладнання, кожен з яких вимірює різні фізичні параметри вібрації.

1. Акселерометр (вимірює прискорення)

У "The акселерометр є найпоширенішим та найуніверсальнішим вібраційним датчиком. Він вимірює прискорення конструкції, на якій він встановлений.

• Принцип: Більшість промислових акселерометрів є п'єзоелектричними, вони використовують кристал, який генерує напругу під дією внутрішньої маси.
• Сильні сторони: Вони мають надзвичайно широкий діапазон частот, дуже надійні, випускаються в багатьох різних конструкціях і можуть використовуватися практично на будь-якому типі машин. Вони особливо чудово підходять для виявлення високочастотних подій.
• Основне використання: Загальноцільовий моніторинг машин, від низькошвидкісних до дуже високошвидкісних турбомашин. Вони є основним датчиком для виявлення високочастотних несправностей, таких як дефекти підшипників та шестерень.

2. Датчик швидкості (вимірює швидкість)

A датчик швидкості — це електродинамічний датчик, який безпосередньо вимірює швидкість вібрації.

• Принцип: Він працює як мікрофон, з котушкою дроту, підвішеною в магнітному полі. Коли корпус вібрує, відносний рух між котушкою та магнітом генерує напругу, пропорційну швидкості.
• Сильні сторони: Вони виробляють потужний сигнал з низьким рівнем шуму в діапазоні середніх частот (приблизно від 10 Гц до 1000 Гц), де виникають найпоширеніші несправності, такі як дисбаланс та перекіс. Вони не потребують зовнішнього живлення.
• Слабкі сторони: Вони крихкіші, ніж акселерометри, мають обмежений діапазон частот і чутливі до магнітних полів та орієнтації монтажу. Їх значною мірою замінили акселерометри, поєднані з електронною інтеграцією для розрахунку швидкості.
• Основне використання: Історично використовувався для загального моніторингу машин до того, як стали поширеними надійні акселерометри. Іноді досі використовується для постійного моніторингу в діапазоні середніх частот.

3. Датчик наближення (вимірює зміщення)

У "The зонд наближення (або вихрострумовий зонд) – це безконтактний перетворювач, який вимірює переміщення обертового вала.

• Принцип: Він використовує електромагнітне поле для індукції та вимірювання вихрових струмів на поверхні вала, що дозволяє вимірювати зазор між кінчиком зонда та валом.
• Сильні сторони: Він вимірює фактичний рух самого вала, а не корпусу машини. Він безконтактний, а його вимірювання здійснюється аж до 0 Гц (постійний струм), що дозволяє вимірювати середнє положення вала, а також його вібрацію.
• Основне використання: Необхідний для захисту та моніторингу критично важливих високошвидкісних турбомашин з підшипниками рідинної плівки, таких як турбіни та компресори. Він використовується для аналізу таких явищ, як орбіти вала та положення центральної лінії.

Вибір правильного перетворювача

Вибір перетворювача є критичним кроком у налаштуванні програми моніторингу. Загальне правило полягає в тому, щоб вибрати перетворювач, який є найчутливішим у діапазоні частот очікуваних несправностей:

• Використання зонди наближення для руху вала в машинах з підшипниками рідинної плівки.
• Використання акселерометри для всього іншого, оскільки вони є найбільш універсальними. Сигнал можна інтегрувати за швидкістю для аналізу середньочастотних несправностей або використовувати безпосередньо як прискорення для високочастотних несправностей.

← Назад до головного індексу