Bộ chuyển đổi: Cảm biến phân tích rung động

Định nghĩa: Bộ chuyển đổi là gì?

Trong bối cảnh phân tích rung động, một bộ chuyển đổi là một thiết bị chuyển đổi chuyển động vật lý, cơ học (rung động) thành tín hiệu điện tương ứng. Tín hiệu điện này sau đó có thể được xử lý, đo lường và phân tích bởi bộ thu thập dữ liệu hoặc hệ thống giám sát. Bộ chuyển đổi là cảm biến chính và là mắt xích đầu tiên trong chuỗi đo lường; nếu không có bộ chuyển đổi đáng tin cậy, sẽ không thể có bất kỳ phân tích có ý nghĩa nào. Việc lựa chọn bộ chuyển đổi là một quyết định quan trọng, phụ thuộc vào loại máy, tốc độ của máy và các lỗi cụ thể đang được giám sát.

Ba loại chính của bộ chuyển đổi rung động

Có ba loại đầu dò chính được sử dụng trong giám sát máy móc công nghiệp, mỗi loại đo một thông số vật lý khác nhau về độ rung.

1. Máy đo gia tốc (Đo gia tốc)

The máy đo gia tốc là bộ chuyển đổi rung động phổ biến và linh hoạt nhất hiện nay. Nó đo gia tốc của kết cấu mà nó được gắn vào.

• Nguyên tắc: Hầu hết các máy đo gia tốc công nghiệp đều là loại áp điện, sử dụng tinh thể tạo ra điện áp khi chịu ứng suất từ khối lượng bên trong.
• Điểm mạnh: Chúng có dải tần số cực rộng, rất bền bỉ, có nhiều kiểu dáng khác nhau và có thể sử dụng trên hầu hết mọi loại máy. Chúng đặc biệt hiệu quả trong việc phát hiện các sự kiện tần số cao.
• Sử dụng chính: Giám sát máy móc đa năng, từ máy móc tốc độ thấp đến máy móc tua bin tốc độ rất cao. Chúng là cảm biến cần thiết để phát hiện các lỗi tần số cao như lỗi ổ trục và bánh răng.

2. Bộ chuyển đổi vận tốc (Đo vận tốc)

A bộ chuyển đổi vận tốc là một cảm biến điện động đo trực tiếp vận tốc rung động.

• Nguyên tắc: Nó hoạt động giống như một micro, với một cuộn dây được treo trong từ trường. Khi vỏ máy rung, chuyển động tương đối giữa cuộn dây và nam châm tạo ra điện áp tỷ lệ thuận với vận tốc.
• Điểm mạnh: Chúng tạo ra tín hiệu mạnh, ít nhiễu ở dải tần số trung bình (khoảng 10 Hz đến 1.000 Hz), đây là nơi xảy ra hầu hết các lỗi phổ biến như mất cân bằng và lệch tâm. Chúng không cần nguồn điện bên ngoài.
• Điểm yếu: Chúng mỏng manh hơn máy đo gia tốc, có dải tần số hạn chế và nhạy cảm với từ trường và hướng lắp đặt. Chúng phần lớn đã được thay thế bằng máy đo gia tốc kết hợp với tích hợp điện tử để tính toán vận tốc.
• Sử dụng chính: Trước đây, nó được sử dụng để giám sát máy móc nói chung trước khi các máy đo gia tốc mạnh mẽ trở nên phổ biến. Đôi khi vẫn được sử dụng để giám sát liên tục trong dải tần số trung bình.

3. Đầu dò tiệm cận (Đo độ dịch chuyển)

The đầu dò tiệm cận (hoặc đầu dò dòng điện xoáy) là một bộ chuyển đổi không tiếp xúc dùng để đo độ dịch chuyển của trục quay.

• Nguyên tắc: Thiết bị này sử dụng trường điện từ để tạo ra và đo dòng điện xoáy trên bề mặt trục, cho phép đo khoảng cách giữa đầu dò và trục.
• Điểm mạnh: Thiết bị này đo chuyển động thực tế của trục, chứ không phải vỏ máy. Thiết bị này không tiếp xúc và có thể đo đến 0 Hz (DC), cho phép đo vị trí trung bình của trục cũng như độ rung của nó.
• Sử dụng chính: Thiết yếu để bảo vệ và giám sát các máy móc tua-bin tốc độ cao quan trọng với ổ trục màng chất lỏng, chẳng hạn như tua-bin và máy nén. Nó được sử dụng để phân tích các hiện tượng như quỹ đạo trục và vị trí đường tâm.

Chọn đúng đầu dò

Việc lựa chọn đầu dò là một bước quan trọng trong việc thiết lập chương trình giám sát. Nguyên tắc chung là chọn đầu dò có độ nhạy cao nhất trong dải tần số của các lỗi dự kiến:

• Use đầu dò tiệm cận cho chuyển động trục trên máy móc ổ trục màng chất lỏng.
• Use accelerometers cho mọi thứ khác, vì chúng linh hoạt nhất. Tín hiệu có thể được tích hợp vào vận tốc để phân tích các lỗi tần số trung bình hoặc được sử dụng trực tiếp làm gia tốc cho các lỗi tần số cao.

← Quay lại Mục lục chính