了解感測器安裝
感測器安裝 是用於將 振動 感測器 — 加速規 與速度感測器 — 安裝至機器的測量表面。這遠不止是機械細節：安裝方法關鍵性地決定了測量品質、可用 頻率 頻率響應與可靠性。良好的安裝會建立剛性的機械耦合，忠實地將機器的振動傳遞至感測器，且不引入共振或損耗；不良的安裝則會限制頻率響應、引入振幅誤差，或導致感測器脫落。
方法必須與工作需求相匹配。永久監測需要永久安裝（螺柱）；常規巡檢工作使用磁座以追求速度；手持接觸僅適用於最快速的篩檢。了解每種安裝方式如何影響感測器效能，對於取得準確、可重複的資料至關重要 — 這已於 ISO 5348中標準化，該標準規範了加速規的機械安裝。
1. 安裝方法比較
螺柱安裝 — 最佳效能
方法： 感測器透過其整合式螺柱鎖緊至攻牙孔，配合面之間塗抹一層薄薄的耦合劑（潤滑脂或油），並依規範鎖緊扭矩（通常為 20–40 in-lb）。
- 頻率範圍： 發揮感測器的完整能力，從 DC 至 20+ kHz。
- 安裝共振： 通常高於 30 kHz，遠超出測量範圍。
- 重複性： 極佳。
- 穩定性： 永久且牢固。
應用： 永久監測安裝， 軸承缺陷 需要高頻的檢測、關鍵測量與參考測量。
黏著劑安裝 — 極佳效能
方法： 感測器以氰基丙烯酸酯（快乾膠）、環氧樹脂或專用黏著劑以薄而均勻的層黏合，形成半永久安裝。
- 頻率範圍： 至 7–10 kHz（非常好）。
- 安裝共振： 15–20 kHz。
- 重複性： 良好，前提是黏著劑層塗抹均勻。
- 穩定性： 永久，除非刻意移除。
應用： 持續數週至數月的臨時安裝、不允許鑽孔的場合、輕型機械，以及大多數一般振動分析工作。
磁座安裝 — 適合常規工作
方法： 永久磁鐵底座吸附於鐵磁性表面，無需表面處理即可快速安裝與移除。
- 頻率範圍： 至 2–3 kHz（足以應付大多數機械）。
- 安裝共振： 4–7 kHz，這限制了高頻測量。
- 重複性： 尚可，取決於表面接觸狀況。
- 穩定性： 若振動劇烈或表面有油，可能會脫落。
應用： 路線巡檢 狀態監測巡檢、一般機械振動、快速檢查與篩檢，以及任何便利性優於最大效能的場合。
手持 / 探針 — 僅供定性分析
方法： 感測器置於探針尖端，由手壓抵表面。接觸力會變化，且無剛性耦合。
- 頻率範圍： 最高至 500–1000 Hz。
- 重複性： 不佳。
- 準確度： 可能出現 ±20–50% 的變化。
- 穩定性： 手部顫抖與變化的接觸力會干擾讀數。
應用： 僅供快速篩檢、粗略問題識別與難以到達的位置 — 不適用於定量分析或趨勢追蹤。
2. 表面處理
為獲得最佳效能
- 清潔表面： 去除油漆、鏽跡、油污與髒污。
- 平整表面： 必要時銼平或研磨，以確保完全接觸。
- 光滑表面： 去除高點與粗糙面。
- 耦合劑： 塗上一層薄薄的潤滑脂、油或專用耦合劑。
為何平整度至關重要
- 平整度對於剛性耦合至關重要。
- 間隙會導致感測器搖晃，降低頻率響應。
- 空氣間隙會像彈簧一樣作用，從而降低 安裝共振.
- 平整度在 0.02 mm (0.001 in) 以內為理想狀態。
3. 選擇安裝位置
理想位置
- 軸承座，盡可能靠近振動源。
- 具有剛性、直接連接到軸承的結構路徑。
- 避免柔性護罩和薄金屬板。
- 避免節點或其他低響應區域。
存取性
- 技術人員的安全通道。
- 清晰的視線或可及範圍。
- 免受損壞，且不在人行通道上。
- 實用的電纜佈線。
方向
- 垂直於軸的徑向測量。
- 平行於軸的軸向測量。
- 通常在每個點測量水平、垂直，有時還測量軸向。
4. 安裝方式如何限制頻率響應
每個安裝方式都像一個微小的質量-彈簧系統，其剛性決定了共振頻率。在該共振頻率遠下方，響應是平坦且可信的；接近及超過該頻率時，讀數會失真。下表總結了實際限制：
| 安裝方式 | 可用頻率 (kHz) | 安裝共振頻率 (kHz) |
|---|---|---|
| 螺柱（理想） | 至 20+ | >30 |
| 黏著劑 | 至 7–10 | 15–20 |
| 磁吸 | 至 2–3 | 4–7 |
| 手持 | 至 0.5–1 | 2–3 |
經驗法則
- 保持測量頻率遠低於安裝共振頻率。對於無阻尼加速規，ISO 5348 建議保持在安裝共振頻率的大約 20%（五分之一）或以下，這將振幅誤差限制在幾個百分點以內。
- 三分之一的限制僅是一個粗略的篩選規則：在共振頻率的三分之一處，振幅讀數已經高出約 10–12%。
- 超過這些限制後，振幅誤差會迅速增加。
您可以針對特定的感測器質量和接觸剛性，使用 加速規安裝共振計算器，這是確認所選安裝方式不會影響軸承測量結果的最快方法。
5. 最佳實務
將方法與應用相匹配
- 高頻軸承分析：僅使用螺柱或黏合劑。
- 1 kHz 以下的一般機械設備：磁鐵安裝可接受。
- 篩選：手持式以求速度，然後用更好的安裝方式確認。
永久安裝
- 鑽孔並攻絲以進行螺柱安裝。
- 使用螺紋鎖固劑。
- 移除感測器時保護螺紋孔。
- 記錄每個測量位置以進行可重複的趨勢分析。
臨時安裝
- 多日或多週安裝使用黏合劑。
- 基於路線的巡檢使用磁鐵。
- 測量前確認安裝牢固。
- 清潔磁鐵底座和表面以確保良好接觸。
相同的紀律也適用於便攜式平衡儀上的感測器。當使用 Balanset-1A等儀器進行現場動平衡時，可重複的振幅和相位取決於在每次運行時以相同方式在相同點安裝每個加速規——在準備好的軸承座上安裝螺柱或清潔的磁鐵底座——以便有意義地比較試重響應。無論感測器類型如何，從 壓電式加速規 到 速度感測器，安裝方式根本上決定了資料品質。將技術與需求相匹配，通過表面準備確保剛性耦合，並尊重頻率限制，共同產生有效診斷和 狀態監測 所依賴的準確、可靠的測量結果。
