Akselerometr nima? Tebranish Tahlili uchun Qo'llanma
An accelerometer is a transducer (yoki sensor) mexanik harakatni — xususan, acceleration tebranish yoki zarba tomonidan hosil qilingan — mutanosib elektr signaliga aylantiradigan qurilma. U prognozli texnik xizmat ko'rsatish and texnik holatni monitoring qilish. Mashinaning biror nuqtasi tezligini qanchalik tez o'zgartirayotganini o'lchab, akselerometr tahlilchiga keng qatorli mexanik va elektr nosozliklarni — masalan, podshipnik nuqsonlari to unbalance and misalignment.
1. Ta'rif: Tebranish O'lchashning Asosi
Tezlanish aylanadigan mashinalarda o'lchash uchun tabiiy kattalik hisoblanadi, chunki mashinaga zarar beruvchi dinamik kuchlar — og'ir nuqtadan markazdan qochma kuch, yemirilgan podshipnik izi zarbasidan hosil bo'lgan kuch — tezlanish bilan mutanosib ravishda o'sadi. Akselerometr bu kuchlarga bevosita munosabat bildiradi, shu sababli u deyarli barcha zamonaviy tebranish analizatori and data collector.
Akselerometrning amaliy afzalliklaridan biri shundaki, uning tezlanish signali elektronik yo'l bilan integrated once to give velocity (mm/s), va ikki marta integratsiya qilib displacement (µm) qiymatini olish mumkin. Shuning uchun to'g'ri o'rnatilgan bitta sensor uchta klassik tebranish birligini qamrab olib, tahlilchiga ma'lum bir nosozlikni eng yaxshi namoyon etadigan birlikni tanlashga imkon beradi.
2. Akselerometrlar Qanday Ishlaydi? Piezоelektrik Prinsip
Bir nechta fizik prinsiplar mavjud bo'lsada, sanoat mashinalarida qo'llaniladigan akselerometrlarning katta qismi piezoelektrik effekt. Ishlash ketma-ketligi sodda:
- Piezoelektrik kristall: Sensor ichida kichik seysmomasssa biriktirilgan piezoelectric elementga — odatda PZT kabi keramikaga yoki premium sensnorlarda aniq kesib ishlangan kvars kristalliga.
- Kuch ta'siri: Mashina tebranganda korpus u bilan birga harakat qiladi. Inersiya tufayli ichki massa bu harakatga qarshilik ko'rsatadi va kristallga kuch ta'sir etadi — Nyutonning ikkinchi qonuniga ko'ra bu kuch massaning tezlanishiga ko'paytmasiga teng.
- Signal hosil qilish: Zo'riqishga uchragan piezoelektrik kristall ta'sir etilgan kuchga — va shunga mos ravishda tezlanishga — to'g'ridan-to'g'ri mutanosib kichik elektr zaryadini hosil qiladi.
- Output: Ichki elektronika bu zaryadni qayta ishlaydi va uni ma'lum nuqtadagi tezlanishning analog ko'rinishi sifatida kabel orqali ma'lumot yig'uvchiga yoki monitoring tizimiga uzatadi.
Bu zaryadni qanday qayta ishlash ikkita keng tarqalgan turini belgilaydi. A charge-output sensor xom zaryadni tashqi qurilmaga uzatadi zaryad kuchaytirgichi va juda yuqori haroratlarga bardosh beradi. Sanoatda ancha keng tarqalgani bu IEPE (or voltage-mode) turi bo'lib, u kuchaytirgichni sensor ichiga o'rnatadi va oddiy ikki simli kabel orqali yaxshi uzatiladigan past impedansli kuchlanishni chiqaradi. Eng ishonchli konstruksiyalar shear konstruksiyasidan foydalanadi, bu kristallni taglik egilishi va issiqlik o'tkinchi ta'siridan izolyasiya qiladi.
3. Akselerometrlar turlari
Har xil qo'llanishlar o'ziga xos afzalliklarga ega turli sensorlarni talab qiladi.
Umumiy maqsadli akselerometrlar
Bular sanoat monitoringining asosiy qurollaridir. Ular odatda sensitivity 100 mV/g sezgirligiga va nasoslar, motorlar hamda ventilyatorlar kabi ko'pchilik standart mashinalar uchun mos chastota diapazoniga ega — taxminan 2 Hz dan 10 kHz gacha.
MEMS akselerometrlari
Mikro-elektromexanik tizimlar (MEMS) akselerometrlari kremniy asosida ishlab chiqarilgan bo'lib, juda kichik o'lchamli, kam quvvat sarflaydigan va tejamkor hisoblanadi. Tarixan piezoel'ektrik turlarga qaraganda kamroq sezgir bo'lgan zamonaviy MEMS qurilmalari tez sur'atda takomillashmoqda va ular portativ elektronika, avtomobil tizimlari, simsiz monitoring tugunlari va quyi narxli texnik holat nazorati o'rnatmalarida keng qo'llanilmoqda.
Piezorezistitiv akselerometrlar
Zarba sinovlari va past chastotali harakatlarni o'lchash uchun mo'ljallangan ushbu sensorlar 0 Hz gacha (DC tezlanish) ishlaydi, bu esa ularni markazdan qochma qurilmadagi barqaror tezlanishni yoki transport vositasining sekin tebranma harakatini o'lchashda foydali qiladi.
Yuqori chastotali akselerometrlar
Tishli uzatmalar va podshipniklarning dastlabki shikastlanishi kabi yuqori chastotali hodisalarni aniqlash uchun mo'ljallangan ushbu sensorlar kichikroq seismik massaga va yuqori rezonans chastotasiga ega bo'lib, 20 kHz va undan yuqoriga qadar aniq o'lchash imkonini beradi — bu konvert tahlili and the zarbali impuls usuli live.
4. Asosiy texnik xususiyatlar va tanlash mezonlari
Akselerometr tanlashda muhandislar bir nechta parametrlarni hisobga oladilar:
- Sezgirlik (mV/g): Yuqori sezgirlik kuchliroq chiqish signalini beradi va past amplitudali tebranishlarni aniqlashda afzalroqdir; 100 mV/g sanoat standartida keng tarqalgan ko'rsatkich hisoblanadi.
- Chastota javobi: Sensor aniq o'lchaydigan chastota diapazoni. U mashina kutilayotgan nuqson chastotalari ni qamrab olishi kerak bo'lib, sensorning o'z tabiiy (rezonans) chastotasi.
- Harorat diapazoni: Sensor o'rnatilgan sirtning haroratiga chidashi lozim; ko'pincha birgalikda monitoring uchun harorat sensori yonma-yon o'rnatiladi.
- O'rnatish usuli: Sensorning mahkamlanish usuli — shpilka, yopishqoq modda yoki magnit — yuqori chastotali o'lchash aniqligiga sezilarli ta'sir qiladi. Shpilka bilan mahkamlash ISO 5348 eng yaxshi ulanishni va eng keng foydalanish chastota diapazonini ta'minlaydi; magnitli mahkamlash yo'nalish bo'yicha o'lchov ishlarida qulay, ammo yuqori chastota chegarasini pasaytiradi. Yomon mounting soxta o'rnatish rezonansi ni keltirib chiqarishi mumkin, bu esa mashina nosozligiga o'xshab ko'rinadi.
Ma'lum bir mahkamlash usulining chastota diapazoniga ta'sirini quyidagi vosita yordamida baholashingiz mumkin: Akselerometr o'rnatish rezonansi kalkulyatori mahkamlash sxemasini tasdiqlashdan oldin.
5. Texnik holat monitoringidagi qo'llanmalar
Akselerometrlar deyarli barcha tebranish tahlili vazifalarning asosini tashkil etadi, jumladan:
- Profilaktik texnik xizmat ko'rsatish dasturlari: muntazam ma'lumotlarni to'plash route mashina texnik holatini kuzatib borish va nosozliklarni oldindan bashorat qilish uchun.
- Nosozliklarni aniqlash: muvozanatsizlik, o'q noto'g'ri tekislanishi, looseness and bearing wear from the tebranish spektri.
- Qabul sinovi: yangi yoki ta'mirlangan mashinalar vibrasiya me'yorlariga, masalan, ISO 20816 (ISO 10816 ning zamonaviy o'rnini bosuvchisi) talablariga javob berishini tekshirish.
- Modal tahlil: studying the tabiiy chastotalar and mode shapes konstruktsiyasining.
Dala sharoitida balanslashtirish (in-situ) — bu ishlarning eng murakkablaridan biri, chunki u ham amplitudani, ham and the phase bir aylanishga to'g'ri keladigan tebranishning. Ikki kanalli ko'chma asbob, masalan, Balanset-1A o'zining ikkita akselerometrini olib, ularni tachometer impulsiga ulaydi va 1× amplituda hamda fazani mashina podshipniklarida, ish tezligida to'g'ridan-to'g'ri o'lchaydi — xom akselerometr signalini rotorni o'z joyida muvozanatlash uchun zarur ta'sir koeffitsientlari va tuzatish og'irliklariga aylantiradi.
