振動センサーはどのように加速度を測定して機械の健全性を追跡しますか?

機械の状態監視は、より大きな予知保全プログラムと密接に関連しています。 予知保全の目標は、機械の機能にとって重要なコンポーネントを積極的に監視することにより、完全に突然で壊滅的な機械故障を削減または排除す モータ、ファン、ポンプ、ベアリングなどの構成部品を監視し、温度や振動などのパラメータを追跡し、アルゴリズムを使用して収集したデータを分析するこ

状態監視で使用される最も一般的な手法の1つは振動解析です。 基本的に、この方法は、機械および機械部品の振動を監視するためにセンサを使用する。 このデータは、通常の操作からの逸脱があるかどうか、どのような介入が必要かどうかを判断するために、ストリームダウンしてさらに分析されます。

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TE Connectivityのような一般的な振動センサは、圧電セラミックなどを含む多くの技術に基づいています。

振動センサーは振動を測定するために広く使用されています。 一般的な振動センサは、モータやポンプなどの回転機器のシャフトやベアリングなどの機械部品の振動を測定します。 振動センサ自体は、加速度計ベースの最も一般的なものを含む、いくつかの異なるタイプの操作技術に基づいています。 他の振動センサは、ひずみゲージ、マイクロホン、圧力ベースのセンサ、または他のタイプの測定技術を使用して動作します。

では、振動センサーはどのように機能しますか? 最も一般的なタイプの振動センサの中心には加速度計があります。 すべての加速度計は、力である加速度を測定します。 本質的には、オブジェクトの動きの程度を測定します。 したがって、ある意味では、直接測定される振動ではなく、振動として識別される検出される力である。

振動センサの最も一般的なタイプの一つは、セラミック圧電センサまたは加速度計を使用しています。 加速度計は、圧電効果から発生する電圧を使用して、物理オブジェクトの動的加速度を測定します。 基本的に、いくつかの材料は、機械的応力に応答して電圧を生成する能力を示す。 これらの材料、または結晶は、振動センサで使用される加速度計の中心部を形成する。 従って加速度は圧電気の水晶の比例した力を発生させる加速度計の中の固まりに送信されます。 結晶上のこの力は、加速度である力に比例する電荷を生成します。

振動センサ
この図は、集積電子圧電(IEPE)加速度計が圧電結晶上の振動の力に比例した電圧信号を出力する方法を示しています。 (画像クレジット: ナショナルインスツルメンツ)

圧電ベースの加速度計には多くの利点があります。 1つは、高周波応答、広い周波数範囲にわたる直線性および高周波振動の測定の広い帯域幅の援助のために。 特に産業用途では、振動センサは通常、長期的な信頼性の高い動作を保証するいくつかの機能を備えています。 これらは広い実用温度範囲、いくつかの異なった包装の選択および長期にわたる安定性を含んでいる。

適切な振動センサを選択するには、測定する期待される信号特性と、温度範囲や危険な環境などを考慮する必要がある環境要因を理解することから始 このことから、センサから必要な感度範囲と周波数範囲を知ることができます。 感度範囲は、センサーが遭遇する可能性のある予想される振動振幅を知ることに依存します。 同様に、周波数範囲はまた、監視される機械または構成要素からの過去の周波数データから推定または知ることができる。

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