Hvordan måler vibrationssensorer acceleration for at spore maskinens sundhed?

tilstandsovervågning af maskiner er tæt forbundet med det større program for forudsigelig vedligeholdelse. Målet med forudsigelig vedligeholdelse er at reducere eller eliminere helt pludselige og katastrofale maskinfejl ved aktivt at overvåge de komponenter, der er kritiske for maskinens funktion. Ved at overvåge komponenter som motorer, ventilatorer, pumper og andre bestanddele såsom lejer og holde styr på parametre som temperatur og vibration og bruge algoritmer til at analysere data indsamlet på denne måde, kan fejl undgås, før de sker.

en af de mest almindelige teknikker, der anvendes i tilstandsovervågning, er vibrationsanalyse. Grundlæggende bruger denne metode sensorer til at overvåge vibrationer i en maskine og maskinkomponenter. Disse data analyseres derefter yderligere nedstrøms for at afgøre, om der er en afvigelse fra normal drift, og om og hvilken slags intervention der er behov for.

vibrationssensorer bruges i vid udstrækning til at måle vibrationer. Typiske vibrationssensorer måler vibrationen af maskinkomponenter såsom aksler og lejer af roterende udstyr såsom motorer og pumper. Vibrationssensorer selv er baseret på flere forskellige typer driftsteknikker, herunder de mest almindelige, der er accelerometerbaserede. Andre vibrationssensorer fungerer ved hjælp af belastningsmålere, mikrofoner eller trykbaserede sensorer eller andre typer måleteknikker.

så hvordan fungerer vibrationssensorer? Kernen i den mest almindelige type vibrationssensor er et accelerometer. Alle accelerometre måler acceleration, hvilket er en kraft. I det væsentlige måler den graden af bevægelse af et objekt. Så på en måde er det ikke vibrationer, der måles direkte, men snarere en kraft, der detekteres, som identificeres som vibrationer.

en af de mest almindelige typer vibrationssensorer bruger en keramisk sensor eller accelerometer. Accelerometeret måler den dynamiske acceleration af et fysisk objekt ved hjælp af den spænding, der genereres fra den elektroelektriske effekt. Grundlæggende udviser nogle materialer evnen til at producere en spænding som reaktion på en mekanisk belastning. Disse materialer eller krystaller udgør den centrale del af accelerometre, der anvendes i vibrationssensorer. Så en acceleration overføres til en masse inde i accelerometeret, der derefter genererer en proportional kraft på den piesoelektriske krystal. Denne kraft på krystallen genererer en elektrisk ladning, der er proportional med kraften, som er accelerationen.

accelerometre baseret på elektricitet giver en række fordele. For det første hjælper deres højfrekvente respons, linearitet over et bredt frekvensområde og bred båndbredde til måling af højfrekvente vibrationer. Især i industrielle applikationer har vibrationssensorer normalt et par funktioner, der sikrer langsigtet pålidelig drift. Disse inkluderer et bredt driftstemperaturområde, en række forskellige emballagemuligheder og langsigtet stabilitet.

valg af den rigtige vibrationssensor begynder med at forstå de forventede signalegenskaber, der skal måles, og nogen af de miljømæssige faktorer, der skal tages i betragtning, såsom temperaturområde eller farlige miljøer. Fra dette kan man kende det følsomhedsområde og frekvensområde, der er nødvendigt fra en sensor. Følsomhedsområdet afhænger af at kende den forventede vibrationsamplitude, som sensoren sandsynligvis vil støde på. Tilsvarende kan frekvensområdet også estimeres eller kendes fra tidligere frekvensdata fra den maskine eller komponent, der skal overvåges.