Hiểu về cảm biến nhiệt độ trong giám sát máy móc
A cảm biến nhiệt độ, theo nghĩa giám sát máy móc, là một thiết bị đo nhiệt độ của ổ, cuộn dây motor, chất lỏng quy trình, hoặc bề mặt thiết bị, cung cấp thông tin quan trọng để phát hiện quá nóng, các vấn đề về bôi trơn, ma sát quá mức, và các điều kiện hoạt động bất thường. Trong khi rung động giám sát phát hiện các khuyến tật cơ khí, giám sát nhiệt độ báo cáo về tình trạng nhiệt — và sự kết hợp của cả hai mạnh mẽ hơn bất kỳ cái nào riêng rẽ. Bởi vì nhiều hỏng hóc máy móc được dự báo bởi sự tăng lên của nhiệt độ — ổ quay nóng lên từ ma sát, cuộn dây từ quá tải, seal từ ma sát — nhiệt độ là một góc chính của bất kỳ giám sát tình trạng chương trình, và xu hướng của nó cho phép nhóm can thiệp trước khi một lỗi trở thành thảm họa.
1. Các loại cảm biến phổ biến cho máy móc
Bốn công nghệ phủ hầu hết tất cả các ứng dụng thiết bị quay tròn, cân bằng độ chính xác, phạm vi, độ bền và chi phí với nhau.
RTD (Bộ Cảm Biến Nhiệt Độ Điện Trở)
Lựa chọn chính xác nhất và ổn định nhất, cũng là mặc định cho các vòng bi quan trọng và cuộn dây động cơ.
- Nguyên tắc: một dây bạch kim có điện trở thay đổi theo cách dự đoán được theo nhiệt độ.
- Common types: Pt100 (100 Ω tại 0 °C) và Pt1000.
- Độ chính xác: thường là ±0,1–0,5 °C.
- Phạm vi: −200 đến +600 °C, với độ ổn định dài hạn tuyệt vời.
- Trị giá: trung bình đến cao — được chứng thực cho các phép đo quan trọng và chính xác.
Thermocouple
Phạm vi rộng và bền bỉ, thích hợp cho môi trường nóng và khắc nghiệt.
- Nguyên tắc: một kết hợp của hai kim loại không giống nhau tạo ra một điện thế nhỏ tỉ lệ với nhiệt độ (hiệu ứng Seebeck).
- Các loại: Loại K (phổ biến nhất), cộng với Loại J, T và E.
- Độ chính xác: thường là ±1–3 °C.
- Phạm vi: −200 đến +1300 °C tùy theo loại, với chi phí thấp.
- ứng dụng: giám sát nhiệt độ cao như ống xả và lò.
Thermistor
- Nguyên tắc: một chất bán dẫn có điện trở cực kỳ nhạy cảm với nhiệt độ.
- Độ nhạy: rất cao — sự thay đổi điện trở lớn trên mỗi độ.
- Độ chính xác: ±0,1–1 °C trên một phạm vi hạn chế (thường là −50 đến +150 °C).
- ứng dụng: thiết bị tiêu dùng và một số ứng dụng công nghiệp, với chi phí thấp.
Hồng ngoại (Không tiếp xúc)
- Nguyên tắc: phát hiện bức xạ nhiệt phát ra từ một bề mặt, vì vậy không cần tiếp xúc vật lý.
- Phạm vi: −50 đến +1000 °C và hơn thế nữa, với độ chính xác khoảng ±2–5 % của phép đọc.
- ứng dụng: kiểm tra điểm và khảo sát hình ảnh nhiệt; cùng vật lý mà nó hỗ trợ nhiệt ảnh, nơi độ phát xạ bề mặt và khoảng cách đến mục tiêu phải được tính đến. Các ngưỡng báo động hợp lý cho các khảo sát như vậy tuân theo hướng dẫn như Giới hạn nhiệt lượng ISO 18434.
2. Giám sát Nhiệt độ Vòng bi
Vòng bi là mục tiêu giám sát nhiệt độ phổ biến nhất, vì các vòng bi với phần tử lăn và vòng bi journal chuyển đổi sự phá vỡ bôi trơn và quá tải trực tiếp thành nhiệt.
Vị trí đo lường
- Nhúng trong vỏ vòng bi, gần đến vòng ngoài nhất có thể.
- Lắp trên bề mặt nắp vòng bi.
- Trong ống thoát dầu, cho các vòng bi được bôi trơn bằng dầu.
- Tại nhiều điểm xung quanh các vòng bi lớn, nơi nhiệt độ không đồng nhất.
Khoảng nhiệt độ bình thường
- Nhiệt độ môi trường + 20–40 °C: nhiệt độ hoạt động bình thường.
- Nhiệt độ môi trường + 50–60 °C: mức tối đa có thể chấp nhận được cho hầu hết các vòng bi.
- > Nhiệt độ môi trường + 70 °C: một vấn đề được chỉ ra — điều tra.
- > 90–100 °C tuyệt đối: một tình trạng báo động cho hầu hết các vòng bi.
Những quy tắc căn cơ bản này nên luôn được kiểm tra dựa trên dữ liệu của nhà sản xuất và giới hạn nhiệt độ của thành phần cho vòng bi cụ thể, con dấu và chất bôi trơn; một mỡ tốc độ cao có thể gần giới hạn của nó ở một nhiệt độ mà một vòng bi được bôi trơn bằng dầu lưu thông chịu được thoải mái. Các máy lớn thường có hướng dẫn chuyên dụng, chẳng hạn như bộ giám sát nhiệt độ vòng bi của máy phát điện.
Xu hướng và cảnh báo
- Establish a đường cơ sở nhiệt độ cho mỗi vòng bi dưới tải và điều kiện môi trường đã biết.
- Raise a cảnh báo trên sự tăng 10–15 °C so với giá trị cơ sở.
- Raise an báo thức trên sự tăng 20–25 °C, hoặc trên một giới hạn tuyệt đối.
- Trip (tắt) trên sự tăng 30–40 °C hoặc một giá trị tuyệt đối quan trọng.
Vì nhiệt độ môi trường và tải cả hai dịch chuyển đọc giá trị, theo dõi sự thay đổi so với mức tham chiếu thường mang lại thông tin hữu ích hơn bất kỳ giá trị tuyệt đối nào — sự tăng dần ổn định là dấu hiệu cảnh báo sớm điển hình của một vòng bi đang xuống cấp. Các tiêu chuẩn đa tham số như ISO 13373 quy định cách các mức báo động và nguy hiểm ngưỡng are set.
3. Tích hợp với Giám sát Rung động
Nhiệt độ và rung động là những phép đo bổ sung cho nhau, và đọc chúng cùng lúc làm tăng đáng kể độ tin cậy chẩn đoán. Rung động phát hiện các lỗi cơ học sớm, thường lâu trước khi bất kỳ nhiệt nào xuất hiện; nhiệt độ xác nhận mức độ nghiêm trọng và cảnh báo các vấn đề về ma sát hoặc bôi trơn mà rung động một mình có thể không xác định được.
Hai tham số kết hợp thành một ma trận chẩn đoán đơn giản và mạnh mẽ:
- Rung động cao + nhiệt độ bình thường: một vấn đề cơ khí chẳng hạn như mất cân bằng hoặc sự không thẳng hàng — các lực rất lớn nhưng ma sát chưa quá mức.
- Rung động cao + nhiệt độ cao: Một lỗi ổ trục với ma sát đáng kể, thường là giai đoạn nâng cao.
- Rung động bình thường + nhiệt độ cao: một vấn đề về bôi trơn, hoặc sự căn chỉnh/tải trước gây ra ma sát, chẳng hạn như một rubbing seal.
- Cả hai tăng lên: a progressing hỏng ổ trục sắp hết tuổi thọ hữu ích.
Đây chính là lý do tại sao các predictive-maintenance tuyến đường thu thập cả hai tham số tại mỗi điểm đo. Trong thực hành, phần rung động của bức tranh được thu thập bằng một bộ phân tích di động — ví dụ, một dụng cụ hai kênh như Balanset-1A đo biên độ và pha tại các nhà ở vòng bi trong khi máy chạy, để một phép đo nhiệt độ điểm được thực hiện tại cùng một điểm có thể được diễn giải dựa trên những gì rung động đang làm thay vì cô lập.
4. Các Phương pháp Hay nhất về Cài đặt
Một phép đo nhiệt độ chỉ đáng tin cậy như đường dẫn nhiệt giữa cảm biến và nhiệt nó được dự định để đo.
Vị trí đặt cảm biến
- Đặt cảm biến càng gần với nguồn nhiệt — vòm bi — càng thực tế.
- Đảm bảo tiếp xúc nhiệt tốt với bề mặt được đo, sử dụng chất dẫn nhiệt để loại bỏ khoảng trống không khí.
- Che chắn cảm biến khỏi những biến động nhiệt độ xung quanh và khỏi các nguồn nhiệt bức xạ hoặc đối lưu không phải là mục tiêu.
Dây điện
- Sử dụng loại dây đúng cho cảm biến — cáp bù là bắt buộc đối với các nhiệt điện để tránh tạo ra các điểm tiếp xúc giả.
- Định tuyến các cáp tín hiệu để tránh xa các dây dẫn có dòng điện cao và điện áp cao nhằm giới hạn nhiễu điện.
- Chấm dứt các kết nối một cách đúng đắn, che chắn và nối đất đường dây khi môi trường yêu cầu.
5. Ứng Dụng Điển Hình
Giám sát nhiệt độ xuất hiện trên toàn bộ phạm vi của thiết bị quay:
- Giám sát ổ bi: ứng dụng phổ biến nhất — phát hiện sớm các bôi trơn vấn đề, xác nhận một tình trạng khiếm khuyết của ổ bi đang phát triển, và phát hiện quá tải.
- Bảo vệ động cơ: nhiệt độ quấn dây thông qua các RTD nhúng (hàng phòng chống đầu tiên chống lại stator quá nhiệt và các vấn đề khác motor defects), cộng với nhiệt độ ổ bi và khung hành động tiết lộ quá tải và làm mát không đủ.
- Thiết bị xử lý: máy bơm (vòng bi, con dấu, và nhiệt độ vỏ), các máy nén (nhiệt độ xả và ổ bi), và hộp số (nhiệt độ tầng dầu).
Các cảm biến nhiệt độ là những người bạn không thể thiếu đối với các cảm biến rung động trong một machinery-monitoring chương trình. Phân tích rung động bắt các khiếm khuyết cơ học sớm, trong khi giám sát nhiệt độ xác nhận tình trạng nhiệt, ma sát và mức độ bôi trơn đủ — cùng nhau cung cấp một bức tranh hoàn chỉnh hơn về sức khỏe thiết bị, và cảnh báo sớm hơn trên một phạm vi lệch hỏng rộng hơn, so với những gì mỗi công nghệ có thể cung cấp một mình.
