Розуміння трибоелектричного шуму

Визначення: Що таке трибоелектричний шум?

Трибоелектричний шум це форма електричних перешкод, яка може спотворювати вібраційні сигнали, особливо ті, що від п'єзоелектричних акселерометриЦе низькочастотний шумовий сигнал, який генерується, коли сам кабель датчика піддається механічному руху, такому як згинання, вигин або удар. Цей шум не пов'язаний з фактичною вібрацією вимірюваної машини і тому може призвести до значних похибок вимірювання, якщо його належним чином не контролювати.

Причина: трибоелектричний ефект

Шум генерується тим, що трибоелектричний ефект, явище, коли статичний заряд створюється, коли два різні матеріали стикаються, а потім розділяються. Типовий коаксіальний кабель акселерометра складається з центрального провідника, діелектричного (ізоляційного) шару та зовнішнього екрану.

Коли кабель згинається, діелектрик і зовнішній екран труться один об одного, створюючи невелику кількість статичного заряду. Цей заряд створює напругу, яку вловлює високочутливий підсилювач, підключений до п'єзоелектричного датчика. Результатом є низькочастотний «гуркіт» або паразитний сплеск напруги у вібраційному сигналі, який не має нічого спільного з вібрацією машини.

Характеристики трибоелектричного шуму

• Низька частота: Шум переважно є низькочастотним явищем, зазвичай виникає нижче 10 Гц.
• Хибні спайки: Часто це проявляється як випадкові сплески високої амплітуди в часова хвиля.
• Спектр «Гірськолижного схилу»: У Спектр ШПФ, це може сприяти ефекту «лижного схилу», коли рівень шуму дуже високий на низькочастотному кінці спектра, а потім знижується.
• Не повторюється: Шум не синхронний з обертанням машини та не повторюється між вимірюваннями.

Чому це проблема?

Трибоелектричний шум може маскувати реальні низькочастотні вібраційні сигнали від машини. Це є суттєвою проблемою під час аналізу низькошвидкісних машин, де важлива діагностична інформація (наприклад, дисбаланс та перекіс при 1X об/хв) знаходиться на цих низьких частотах. Шум може або приховувати ці реальні сигнали, або бути сплутаним з ними, що призводить до неправильної діагностики.

Як запобігти трибоелектричному шуму

Запобігання трибоелектричному шуму досягається шляхом правильного вибору кабелю та методів його монтажу:

1. Використовуйте високоякісний кабель з низьким рівнем шуму: Шановані виробники датчиків пропонують кабелі з «малим рівнем шуму». Ці кабелі мають спеціальний струмопровідний графітовий шар, нанесений між діелектриком і зовнішнім екраном. Цей шар діє як дренаж, запобігаючи накопиченню статичного заряду та значно зменшуючи трибоелектричний ефект.
2. Закріпіть кабель: Це найважливіший практичний крок. Кабель слід міцно прив’язати або приклеїти до поверхні машини якомога ближче до датчика. Це гарантує, що кабель вібрує *разом* з машиною, а не згинається та рухається самостійно. Будь-які вільні петлі або звисаючі ділянки кабелю є основними джерелами шуму.
3. Уникайте ударів по кабелю: Переконайтеся, що кабель прокладено подалі від будь-яких джерел ударів або тремтіння, таких як обертові вали або інші рухомі частини машини.
4. Правильне заземлення: Хоча це безпосередньо не пов'язано з трибоелектричним ефектом, забезпечення належного заземлення датчика та кабелів відповідно до інструкцій виробника є важливим для запобігання іншим формам електричного шуму, таким як контури заземлення.

Використовуючи правильний тип кабелю та, що найважливіше, забезпечуючи його належне закріплення, можна майже повністю усунути вплив трибоелектричного шуму, що призводить до отримання чистіших та надійніших даних про низькочастотні вібрації.

← Назад до головного індексу