Що таке п'єзоелектричний акселерометр? Датчик вібрації • Портативний балансувальник, аналізатор вібрації "Balanset" для динамічного балансування дробарок, вентиляторів, мульчерів, шнеків комбайнів, валів, центрифуг, турбін та багатьох інших роторів Що таке п'єзоелектричний акселерометр? Датчик вібрації • Портативний балансувальник, аналізатор вібрації "Balanset" для динамічного балансування дробарок, вентиляторів, мульчерів, шнеків комбайнів, валів, центрифуг, турбін та багатьох інших роторів

Що таке п'єзоелектричний акселерометр? Датчик вібрації

Опубліковано admin на

Розуміння п'єзоелектричних акселерометрів

Визначення: Що таке п'єзоелектричний акселерометр?

П'єзоелектричний акселерометр є вібрація датчик, який використовує п'єзоелектричний ефект — коли певні кристали генерують електричний заряд під час механічного навантаження — для перетворення механічних прискорення в електричний сигнал, пропорційний амплітуді коливань. Коли датчик зазнає прискорення, внутрішня маса (сейсмічна маса) стискає або розтягує п'єзоелектричні кристалічні елементи, генеруючи електричний заряд або напругу, яка кондиціонується та виводиться як вимірювальний сигнал.

П'єзоелектричні акселерометри є найпоширенішими датчиками вібрації в промисловому застосуванні завдяки їхньому широкому діапазону частот (від 0,5 Гц до 50+ кГц), високій чутливості, надійності та самогенеруючій природі (не потребують зовнішнього джерела живлення для самого чутливого елемента). Вони складають основу сучасних... аналіз вібрації та програми моніторингу стану.

П'єзоелектричний ефект

Фізичний принцип

  • Деякі кристали (кварц, турмалін) та кераміка (PZT, титанат барію) є п'єзоелектричними.
  • Механічне напруження генерує електричний заряд на поверхнях кристалів
  • Заряд пропорційний прикладеній силі
  • Оборотний ефект (прикладання напруги викликає деформацію)
  • Самогенеруючий (для генерації заряду не потрібна енергія)

В акселерометрі

  1. Вібрація прискорює основу та корпус датчика
  2. Внутрішня сейсмічна маса піддається дії сили (F = m × a)
  3. Сила стискає п'єзоелектричний кристал
  4. Кристал генерує заряд, пропорційний силі (і, отже, прискоренню)
  5. Заряд, зібраний на електродах, перетворений на вимірюваний сигнал

Типи п'єзоелектричних акселерометрів

Внутрішній дизайн

Тип стиснення

  • Найпоширеніший дизайн
  • Кристал, стиснутий між масою та основою
  • Міцний, широкий діапазон температур
  • Добре підходить для суворих умов експлуатації

Тип зсуву

  • Кристал, зсунутий рухом маси
  • Відмінна ізоляція базових деформацій
  • Краща низькочастотна характеристика
  • Менш чутливий до температурних перепадів
  • Преміальна продуктивність

Згинальний (гнуттячий) тип

  • Кристал у конфігурації згинання
  • Можлива висока чутливість
  • Менш поширений у промисловому застосуванні

За типом електроніки

Режим заряджання

  • Вихідний сигнал – це заряд (пікокулони)
  • Потрібен зовнішній підсилювач заряду
  • Екстремальна температурна стійкість (до 650°C)
  • Вихідний сигнал з високим імпедансом (чутливий до кабелю)
  • Спеціалізовані програми

IEPE/ICP (режим напруги)

  • Вбудована електроніка перетворює заряд у напругу
  • ІЄПЕ є галузевим стандартом
  • Низькоомний вихід
  • Просте підключення
  • 95%+ промислового застосування

Характеристики продуктивності

Чутливість

  • Вихід на одиницю прискорення (мВ/г, пКл/г)
  • Типово: 10-100 мВ/г для IEPE; 1-100 пКл/г для режиму заряду
  • Вища чутливість = краща роздільна здатність, але нижчий діапазон
  • Вибір на основі очікуваного рівня вібрації

Діапазон частот

  • Низька частота: 0,5-5 Гц залежно від електроніки
  • Висока частота: 5-50 кГц до резонансу
  • Корисний діапазон: Зазвичай до 1/3 резонансної частоти
  • Вплив монтажу: Спосіб монтажу обмежує високочастотну характеристику

Діапазон амплітуди

  • Загальне призначення: від ±50 г до ±500 г
  • Висока чутливість: від ±5 г до ±50 г
  • Датчики удару: від ±500 г до ±10 000 г
  • Не повинно перевищувати дальність дії (відсікання, пошкодження)

Критерії вибору

Для загального моніторингу машин

  • Акселерометр IEPE 100 мВ/г
  • Діапазон ±50 г
  • Діапазон частот 1 Гц – 10 кГц
  • Промисловий температурний діапазон (від -40 до +120°C)
  • Герметично закритий

Для виявлення дефектів підшипників

  • Вища частотна характеристика (до 20+ кГц)
  • Помірна чутливість (10-50 мВ/г)
  • Широкий динамічний діапазон
  • Кріплення на шпильках для найкращого високочастотного з'єднання

Для високотемпературних застосувань

  • Високотемпературний IEPE (до 175°C) або режим заряджання (до 650°C)
  • Спеціальний монтаж та кабельне з'єднання
  • Може пожертвувати деякими показниками продуктивності заради температурних характеристик

Монтаж та встановлення

Зростаючий вплив на продуктивність

  • Кріплення на шпильці: Найкращий (рівний до 10+ кГц)
  • Клей: Добре (рівномірний до 7-8 кГц)
  • Магнітний: Прийнятно (рівномірний до 2-3 кГц)
  • Зонд/Компактний: Погано (обмежено низькими частотами, якісно)

Вимоги до встановлення

  • Чиста, рівна монтажна поверхня
  • Правильний крутний момент для кріплення шпильок
  • Тонкий, рівномірний клейовий шар
  • Магнітна основа повністю встановлена
  • Кабель закріплений, щоб запобігти витягуванню

П'єзоелектричні акселерометри, особливо типу IEPE, є основою промислового вібраційного моніторингу. Їхнє поєднання широкого частотного діапазону, високої чутливості, надійності та (для IEPE) простоти робить їх датчиком вибору для моніторингу стану, діагностики та балансування в переважній більшості застосувань обертових машин у всьому світі.

← Назад до головного індексу

Категорії:
WhatsApp