Hiểu về tiếng ồn điện ma sát

Định nghĩa: Tiếng ồn triboelectric là gì?

Tiếng ồn triboelectric là một dạng nhiễu điện có thể làm nhiễm bẩn tín hiệu rung động, đặc biệt là tín hiệu từ áp điện accelerometersĐây là tín hiệu nhiễu tần số thấp được tạo ra khi cáp cảm biến chịu tác động cơ học, chẳng hạn như uốn cong, bẻ cong hoặc va đập. Tiếng ồn này không liên quan đến độ rung thực tế của máy được đo và do đó có thể dẫn đến sai số đo đáng kể nếu không được kiểm soát đúng cách.

Nguyên nhân: Hiệu ứng điện ma sát

Tiếng ồn được tạo ra bởi hiệu ứng điện ma sát, một hiện tượng trong đó điện tích tĩnh được tạo ra khi hai vật liệu khác nhau tiếp xúc rồi tách ra. Một cáp cảm biến gia tốc đồng trục thông thường bao gồm một dây dẫn trung tâm, một lớp điện môi (cách điện) và một lớp bảo vệ bên ngoài.

Khi cáp bị uốn cong, lớp điện môi và lớp vỏ ngoài cọ xát vào nhau, tạo ra một lượng nhỏ điện tích tĩnh. Điện tích này tạo ra một điện áp được bộ khuếch đại có độ nhạy cao kết nối với cảm biến áp điện thu nhận. Kết quả là một tiếng "rầm" tần số thấp hoặc xung điện áp giả trong tín hiệu rung động không liên quan gì đến rung động của máy.

Đặc điểm của tiếng ồn triboelectric

• Tần số thấp: Tiếng ồn chủ yếu là hiện tượng tần số thấp, thường xảy ra dưới 10 Hz.
• Các gai giả: Nó thường xuất hiện dưới dạng các đột biến ngẫu nhiên, có biên độ cao trong dạng sóng thời gian.
• Phổ “Sườn dốc trượt tuyết”: Trong một FFT spectrum, nó có thể góp phần tạo nên hiệu ứng "đường trượt tuyết", trong đó mức nhiễu nền rất cao ở đầu tần số thấp của quang phổ rồi giảm dần.
• Không thể lặp lại: Tiếng ồn không đồng bộ với tốc độ quay của máy và không lặp lại giữa các lần đo.

Tại sao đây lại là vấn đề?

Nhiễu điện ma sát có thể che khuất các tín hiệu rung động tần số thấp thực sự từ máy móc. Đây là một vấn đề đáng kể khi phân tích máy móc tốc độ chậm, nơi thông tin chẩn đoán quan trọng (như mất cân bằng và lệch trục ở tốc độ 1X RPM) nằm ở các tần số thấp này. Nhiễu có thể che khuất các tín hiệu thực này hoặc bị nhầm lẫn với chúng, dẫn đến chẩn đoán sai.

Cách ngăn ngừa nhiễu điện tribo

Có thể ngăn ngừa nhiễu điện từ thông qua việc lựa chọn và lắp đặt cáp phù hợp:

1. Sử dụng cáp chất lượng cao, ít tiếng ồn: Các nhà sản xuất cảm biến uy tín cung cấp cáp "ít nhiễu". Những loại cáp này có lớp than chì dẫn điện đặc biệt được phủ giữa lớp điện môi và lớp bảo vệ bên ngoài. Lớp này hoạt động như một lớp thoát, ngăn ngừa sự tích tụ tĩnh điện và giảm đáng kể hiệu ứng điện ma sát.
2. Cố định cáp: Đây là bước thực tế quan trọng nhất. Cáp phải được buộc chặt hoặc dán chặt vào bề mặt máy, càng gần cảm biến càng tốt. Điều này đảm bảo cáp rung *cùng* với máy thay vì uốn cong và di chuyển độc lập. Bất kỳ vòng dây lỏng lẻo hoặc đoạn cáp treo nào cũng là nguồn gây nhiễu chính.
3. Tránh va chạm với cáp: Đảm bảo cáp được dẫn ra xa mọi nguồn va chạm hoặc tác động mạnh, chẳng hạn như trục quay hoặc các bộ phận máy chuyển động khác.
4. Tiếp đất đúng cách: Mặc dù không liên quan trực tiếp đến hiệu ứng điện ma sát, việc đảm bảo cảm biến và hệ thống cáp được nối đất đúng cách theo hướng dẫn của nhà sản xuất là điều cần thiết để ngăn ngừa các dạng nhiễu điện khác, chẳng hạn như vòng lặp nối đất.

Bằng cách sử dụng đúng loại cáp và quan trọng nhất là đảm bảo cáp được cố định đúng cách, tác động của nhiễu điện ma sát có thể được loại bỏ gần như hoàn toàn, mang lại dữ liệu rung động tần số thấp sạch hơn và đáng tin cậy hơn.

← Quay lại Mục lục chính