Tezlik o'tkazgichlarini tushunish
A tezlik o'lchagichi — shuningdek, deb ham ataladi velometer, seismik sensor yoki harakatlanuvchi g'altak sensori — o'z-o'zidan signal hosil qiluvchi vibration sensor bo'lib, tashqi quvvat manbai va signal konditsioneri talab qilinmagan holda chiqish kuchlanishini to'g'ridan-to'g'ri tebranish tezligiga mutanosib ravishda ishlab chiqaradi velocity, tashqi quvvat manbaisiz va signal konditsionerisisiz. U elektromagnit induksiya tamoyilida ishlaydi: yumshoq prujinalarga osilgan magnit korpus tebranganda g'altakka nisbatan harakat qiladi va bu nisbiy harakat tezlikka mutanosib kuchlanish hosil qiladi. U seismik datchik oilasiga mansub bo'lib — inersial tayanch sifatida prujinali ichki massadan foydalanadigan sensorlar — u mahkamlangan yuzaning mutlaq harakatini o'lchaydi.
Tezlik o'tkazgichlari taxminan 1950-yillardan 1980-yillargacha asosiy tebranish sensori bo'lib xizmat qilgan va hozir ham statsionar monitoring qurilmalarida hamda ba'zi ko'chma asboblarda qo'llanilmoqda. Ammo yangi konstruksiyalarda ular asosan akselerometrlarga o'rin bo'shatgan — ular kichikroq, kengroq chastota diapazonini qamrab oladi va podshipnik nuqsonlarini aniqlash uchun zarur bo'lgan yuqori chastotalarga chiqadi.
1. Ishlash Printsipi
Elektromagnit induksiya
Mexanizm Faradey qonunining bevosita qo'llanishidir:
- Doimiy magnit g'altak ichida prujinalar yordamida osib qo'yilgan.
- Tebranish korpusni va u bilan birga g'altakni harakatlantiradi.
- Sensorning rezonans chastotasidan yuqorida magnit inersiyasi uni fazoda deyarli harakatsiz ushlab turadi.
- Bu g'altak va magnit o'rtasida nisbiy harakat hosil qiladi.
- Harakat g'altakda kuchlanish induksiya qiladi (V ∝ tezlik).
- Chiqish kuchlanishi shu sababli tebranish tezligiga to'g'ridan-to'g'ri mutanosibdir.
O'z-o'zidan signal hosil qilish
Sensor o'z signalini mustaqil hosil qilganligi sababli tashqi quvvat manbai talab qilinmaydi — bu passiv, ikki simli o'zgartirgich bo'lib, o'z mohiyatiga ko'ra xavfsiz bo'lib, quvvat manbai yo'qolishi mumkin emas. Aynan shu xususiyat tezlik o'tkazgichlarini hozir ham muayyan sohalarda dolzarb saqlab kelmoqda.
2. Xarakteristikalar
Chastota javobi
- Quyi chastota chegarasi: sensor’s tomonidan belgilangan tabiiy chastotasi, odatda 8–15 Hz.
- Usable range: tabiiy chastotaning taxminan 2× dan yuqorisi, ya'ni kamida 16–30 Hz.
- Yuqori chastota chegarasi: odatda 1–2 kHz.
- Flat response: foydalaniladigan diapazon bo'ylab keng, tekis zona.
- Best for: 10–1000 Hz — umumiy mexanizmlardagi ko'pchilik nosozliklar namoyon bo'ladigan diapazon.
Sensitivity
- Typically 10–500 mV per inch/sec (about 0.4–20 mV per mm/s).
- A common value is 100 mV/in/s (≈ 3.94 mV/mm/s, i.e. about 4 V/(m/s)).
- Yuqori sezgirlik past tebranishli ilovalarga mos keladi; past sezgirlik esa yuqori tebranishlarni o'lchashga mos.
O'lchami va og'irligi
- Nisbatan katta — uzunligi taxminan 50–100 mm, diametri 25–40 mm.
- Og'ir, ko'pincha 100–500 g.
- Akselerometrga nisbatan ancha kattaroq.
- That mass can mass-load va engil konstruksiyalarning javob xarakteristikasini buzadi.
3. Advantages
To'g'ridan-to'g'ri tezlik chiqish signali
O'lchagich tezlikni to'g'ridan-to'g'ri o'lchaydi, hech qanday integration bosqichisiz. Bu mashina tebranish standartlari chegaralarni ifodalash usuliga to'g'ri keladi — ISO 20816 (ISO 10816 ning vorisi) tezlik birliklarida yozilgan RMS velocity — signal qayta ishlashni soddalashtiradi va uni tezlikka asoslangan o'lchovlar uchun tabiiy tanlovga aylantiradi tebranish shiddati assessment.
O'z-o'zidan energiya ishlab chiqaruvchi va ishonchli
- Quvvat manbai talab etilmaydi.
- Oddiy ikki simli ulanish.
- Quvvat uzilishi tufayli ishdan chiqishi mumkin emas.
- Quvvat manbai ko'rsatilishi shart bo'lmaganligi sababli tizim narxi pastroq.
Quyi chastotada yaxshi sezuvchanlik
- 10–15 Hz gacha ishlaydi, ko'pchilik akselerometrlardan yaxshiroq.
- Taxminan 600 RPM gacha tushgan past aylanishli mashinalarga mosdir.
- O'z chastota diapazonida ishlaydigan ilovalar uchun tabiiy tanlov.
4. Kamchiliklar
Yuqori chastotada cheklangan sezuvchanlik
- Taxminan 1–2 kHz bilan cheklangan.
- Yuqori chastotadagi bearing defect energiyaga (5–20 kHz) erisha olmaydi.
- Inadequate for konvert tahlili.
- Bu akselerometrlar oldida hal qiluvchi cheklash hisoblanadi.
O'lcham, og'irlik va mo'rtlik
- Katta va og'ir, kichik mashinalarga o'rnatish qiyin, engil konstruksiyalarga massa yukini ortirish ehtimoli mavjud.
- Akselerometrga nisbatan kamroq ko'chma.
- Ichki prujinalar va harakatlanuvchi magnit zarba yoki tushib ketishdan shikastlanishi mumkin, shuning uchun sensor qo'pol muomalaga sezgir va qattiq holatdagi qurilmaga qaraganda ko'proq ehtiyotkorlikni talab qiladi.
Harorat cheklovlari
- Magnit kuchi harorat ko'tarilishi bilan pasayadi.
- Odatda taxminan 120 °C bilan cheklanadi.
- Quyidagiga nisbatan yuqori haroratga chidamlilik imkoniyati pastroq charge-mode accelerometer.
5. Tezlik o'lchagichlar hanuz qo'llaniladigan hollar
- Eski doimiy o'rnatmalar: eski turbomexanizmlar monitoring tizimlar, bunda xuddi shunday almashtirishni amalga oshirish mavjud simlar va uskunalar bilan muvofiqlikni saqlab qoladi.
- Past chastotali ilovalar: juda past aylanish tezligidagi uskunalar (300 RPM dan past) va 10–1000 Hz diapazon yetarli bo'lib, yuqori chastotalar kerak bo'lmagan har qanday vazifa.
- Maxsus talablar: o'z-o'zidan signal hosil qiluvchi datchikka haqiqiy ehtiyoj bo'lgan holatlar, quvvat berilgan elektronika ruxsat etilmagan o'z ichiga xavfsiz sharoitlar yoki bevosita tezlik chiqishiga ustunlik berish.
6. Mounting
Datchikning og'ir ekanligi sababli mahkamlash ishonchliligi muhim ahamiyatga ega — noto'g'ri biriktirilgan tezlik o'lchagichi o'lchov ma'lumotlariga o'zining rezonans ta'sirini qo'shadi.
- Methods: teshikka vint bilan mahkamlash (eng ishonchli usul), adapter plitalari bilan qo'rchang yordamida mahkamlash yoki sirt magnit bo'lganda va datchikning og'irligi juda katta bo'lmaganda magnit yordamida mahkamlash.
- Considerations: qattiq mahkamlash shart, datchikning mustaqil tebranmasligini ta'minlash uchun uni mahkam tortishtirish kerak, mahkamlash yuzasi tekis va toza bo'lishi lozim, kabelni uzib ketishining oldini olish uchun egish himoyasi bo'lishi kerak.
7. Zamonaviy alternativalar va amaliyotdagi qo'llanish
Ko'pgina yangi ishlarda akselerometr yutib chiqdi: u ancha kichik va yengilroq, ancha keng diapazonni (taxminan 0,5 Hz dan 50 kHz gacha) qamrab oladi, podshipnik nuqsonlarini aniqlashda samaraliroq, bardoshliroq va arzonroq. Shuning uchun zamonaviy standart yondashuv — tezlanishni o'lchash va uni integrate tezlikka o'zgartirish bo'lib, standartlar talab qiladigan tezlik ko'rsatkichini beradi va akselerometrning barcha afzalliklarini saqlab qoladi — zamonaviy asboblar bu integratsiyani foydalanuvchi uchun butunlay shaffof qiladi.
Ko'chma balanslashtiruvchi analizator aynan shunday ishlaydi. Balanset-1A podshipnik korpuslarida akselerometrlardan foydalanadi va tezlanishni ichki ravishda tezlikka integratsiya qiladi, shu tarzda muhandis ISO 20816 bo'yicha tebranish amplitudasini tekshirish uchun tezlik o'lchagichi beradigan bevosita tezlik qiymatini oladi — hamda yuqori chastota diapazoniga erishish va 1× amplituda va faza needed for field balancingimkoniyatlarini ham qo'lga kiritadi, bularning hech biri 1–2 kHz tezlik o'lchagichi orqali erishib bo'lmaydi.
8. Kalibrlash va Texnik Xizmat Ko'rsatish
- Calibration: sezgirlikni (mV/in/s yoki mV/mm/s) va chastota javobini silkitish stolida tekshiring, yillik calibration muhim ilovalar uchun odatiy.
- Maintenance: tushib qolish va zarbalarga yo'l qo'ymaslik uchun ehtiyotkorlik bilan ishlatish, kabel holatini tekshirish, o'rnatish ishonchlilligini nazorat qilish, chiqish signalini vaqti-vaqti bilan sinovdan o'tkazish va sezgirlik yoki javob o'zgarsa sensorni almashtirish kerak.
Tezlik o'tkazgichlari yangi qurilmalarda kamroq qo'llanilayotgan bo'lsa-da, mavjud doimiy monitoring tizimlarida, shuningdek, ayrim past chastotali, mustaqil quvvatlangan yoki portlashdan himoyalangan vazifalar uchun muhim ahamiyatini saqlab qolmoqda. Ularning ishlash prinsipini, afzalliklarini va cheklovlarini tushunish eskirgan tizimlarni saqlash uchun ham, ongli sensor tanlash tezlik o'tkazgichi hali ham to'g'ri tanlov bo'lgan hollarda amalga oshirish uchun zarur.
