Máy đo gia tốc áp điện là gì? Cảm biến rung • Máy cân bằng di động, máy phân tích rung "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều loại rôto khác Máy đo gia tốc áp điện là gì? Cảm biến rung • Máy cân bằng di động, máy phân tích rung "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều loại rôto khác

Cảm biến gia tốc áp điện là gì? Cảm biến rung

Được xuất bản bởi admin trên

Hiểu về máy đo gia tốc áp điện

Định nghĩa: Máy đo gia tốc áp điện là gì?

Máy đo gia tốc áp điện là một rung động cảm biến sử dụng hiệu ứng áp điện—trong đó một số tinh thể tạo ra điện tích khi chịu ứng suất cơ học—để chuyển đổi cơ học gia tốc thành tín hiệu điện tỷ lệ thuận với biên độ rung động. Khi cảm biến chịu gia tốc, một khối lượng bên trong (khối lượng địa chấn) sẽ nén hoặc kéo giãn các phần tử tinh thể áp điện, tạo ra điện tích hoặc điện áp được điều chỉnh và xuất ra dưới dạng tín hiệu đo lường.

Cảm biến gia tốc áp điện là loại cảm biến rung động được sử dụng rộng rãi nhất trong các ứng dụng công nghiệp nhờ dải tần số rộng (0,5 Hz đến hơn 50 kHz), độ nhạy cao, độ bền cao và khả năng tự tạo (không cần nguồn điện bên ngoài cho chính bộ phận cảm biến). Chúng tạo thành nền tảng của cảm biến hiện đại. vibration analysis và các chương trình theo dõi tình trạng.

Hiệu ứng áp điện

Nguyên lý vật lý

  • Một số tinh thể (thạch anh, tourmaline) và gốm sứ (PZT, bari titanat) có tính chất áp điện
  • Ứng suất cơ học tạo ra điện tích trên bề mặt tinh thể
  • Điện tích tỉ lệ thuận với lực tác dụng
  • Hiệu ứng thuận nghịch (áp dụng điện áp gây biến dạng)
  • Tự tạo ra điện (không cần điện để tạo ra điện tích)

Trong Gia tốc kế

  1. Rung động làm tăng tốc độ của đế và vỏ cảm biến
  2. Khối địa chấn bên trong chịu tác động của lực (F = m × a)
  3. Lực nén tinh thể áp điện
  4. Tinh thể tạo ra điện tích tỷ lệ thuận với lực (và do đó là gia tốc)
  5. Điện tích được thu thập trên các điện cực và được chuyển đổi thành tín hiệu có thể đo được

Các loại máy đo gia tốc áp điện

Theo thiết kế nội thất

Loại nén

  • Thiết kế phổ biến nhất
  • Tinh thể bị nén giữa khối lượng và đáy
  • Chắc chắn, phạm vi nhiệt độ rộng
  • Tốt cho môi trường khắc nghiệt

Loại cắt

  • Tinh thể bị cắt bởi chuyển động khối lượng
  • Cô lập chủng gốc tuyệt vời
  • Đáp ứng tần số thấp tốt hơn
  • Ít nhạy cảm hơn với sự thay đổi nhiệt độ
  • Hiệu suất cao cấp

Loại uốn (uốn cong)

  • Tinh thể trong cấu hình uốn cong
  • Có thể có độ nhạy cao
  • Ít phổ biến hơn trong các ứng dụng công nghiệp

Theo loại thiết bị điện tử

Chế độ sạc

  • Đầu ra là điện tích (picocoulombs)
  • Yêu cầu bộ khuếch đại điện tích bên ngoài
  • Khả năng chịu nhiệt độ cực cao (lên đến 650°C)
  • Đầu ra trở kháng cao (nhạy cảm với cáp)
  • Ứng dụng chuyên biệt

IEPE/ICP (Chế độ điện áp)

  • Thiết bị điện tử tích hợp chuyển đổi điện tích thành điện áp
  • IEPE là tiêu chuẩn công nghiệp
  • Đầu ra trở kháng thấp
  • Kết nối đơn giản
  • 95%+ ứng dụng công nghiệp

Thông số kỹ thuật hiệu suất

Sensitivity

  • Đầu ra trên mỗi đơn vị gia tốc (mV/g, pC/g)
  • Điển hình: 10-100 mV/g cho IEPE; 1-100 pC/g cho chế độ sạc
  • Độ nhạy cao hơn = độ phân giải tốt hơn nhưng phạm vi thấp hơn
  • Lựa chọn dựa trên mức độ rung động dự kiến

Dải tần số

  • Tần số thấp: 0,5-5 Hz tùy thuộc vào thiết bị điện tử
  • Tần số cao: 5-50 kHz đến cộng hưởng
  • Phạm vi sử dụng: Thông thường là 1/3 tần số cộng hưởng
  • Gắn kết ảnh hưởng: Phương pháp lắp đặt hạn chế đáp ứng tần số cao

Phạm vi biên độ

  • Mục đích chung: ±50g đến ±500g
  • Độ nhạy cao: ±5g đến ±50g
  • Cảm biến sốc: ±500g đến ±10.000g
  • Không được vượt quá phạm vi (cắt, hư hỏng)

Tiêu chí lựa chọn

Để giám sát máy móc nói chung

  • Máy đo gia tốc IEPE 100 mV/g
  • Phạm vi ±50g
  • Dải tần số 1 Hz – 10 kHz
  • Xếp hạng nhiệt độ công nghiệp (-40 đến +120°C)
  • Được niêm phong kín

Để phát hiện lỗi ổ trục

  • Đáp ứng tần số cao hơn (đến 20+ kHz)
  • Độ nhạy trung bình (10-50 mV/g)
  • Dải động rộng
  • Lắp đinh tán để ghép nối tần số cao tốt nhất

Dành cho các ứng dụng nhiệt độ cao

  • IEPE nhiệt độ cao (đến 175°C) hoặc chế độ sạc (đến 650°C)
  • Lắp đặt và đi dây đặc biệt
  • Có thể hy sinh một số hiệu suất để có khả năng chịu nhiệt độ

Lắp đặt và cài đặt

Hiệu ứng gia tăng về hiệu suất

  • Gắn đinh tán: Tốt nhất (phẳng đến 10+ kHz)
  • Adhesive: Tốt (phẳng đến 7-8 kHz)
  • Từ tính: Có thể chấp nhận được (phẳng đến 2-3 kHz)
  • Đầu dò/Cầm tay: Kém (giới hạn ở tần số thấp, định tính)

Yêu cầu cài đặt

  • Bề mặt lắp đặt sạch sẽ, phẳng
  • Mô-men xoắn thích hợp để lắp đinh tán
  • Lớp keo mỏng, đều
  • Đế từ được lắp hoàn toàn
  • Cáp được cố định để tránh bị kéo

Cảm biến gia tốc áp điện, đặc biệt là loại IEPE, là xương sống của việc giám sát rung động công nghiệp. Sự kết hợp giữa đáp ứng tần số rộng, độ nhạy cao, độ bền và (đối với IEPE) tính đơn giản khiến chúng trở thành cảm biến được lựa chọn để giám sát tình trạng, chẩn đoán và cân bằng trong phần lớn các ứng dụng máy móc quay trên toàn thế giới.

← Quay lại Mục lục chính

Categories:
WhatsApp