Hvordan måler vibrasjonssensorer akselerasjon for å spore maskinens helse?

Tilstandsovervåking av maskiner er nært knyttet til det større programmet for forebyggende vedlikehold. Målet med prediktivt vedlikehold er å redusere eller eliminere helt plutselig og katastrofal maskinsvikt ved aktivt å overvåke de komponentene som er kritiske for maskinens funksjon. Ved å overvåke komponenter som motorer, vifter, pumper og andre bestanddeler som lagre og holde oversikt over parametere som temperatur og vibrasjon, og bruke algoritmer til å analysere data samlet på denne måten, kan feil unngås før de skjer.

en av de vanligste teknikkene som brukes i tilstandsovervåking er vibrasjonsanalyse. I utgangspunktet bruker denne metoden sensorer til å overvåke vibrasjoner i en maskin og maskinkomponenter. Disse dataene analyseres deretter videre nedstrøm for å avgjøre om det er avvik fra normal drift og om og hva slags inngrep er nødvendig.

Vibrasjonssensorer er mye brukt til å måle vibrasjon. Typiske vibrasjonssensorer vil måle vibrasjonen av maskinkomponenter som aksler og lagre av roterende utstyr som motorer og pumper. Vibrasjonssensorer selv er basert på flere forskjellige typer driftsteknikker, inkludert de vanligste som er akselerometer basert. Andre vibrasjonssensorer opererer ved hjelp av strekkmålere, mikrofoner eller trykkbaserte sensorer, eller andre typer måleteknikker.

Så, hvordan fungerer vibrasjonssensorer? I hjertet av den vanligste typen vibrasjonssensor er et akselerometer. Alle akselerometre måler akselerasjon, som er en kraft. I hovedsak måler det graden av bevegelse av et objekt. Så på en måte er det ikke vibrasjon som måles direkte, men snarere en kraft som oppdages som identifiseres som vibrasjon.

en av de vanligste typene vibrasjonssensor bruker en keramisk piezoelektrisk sensor eller akselerometer. Akselerometeret måler den dynamiske akselerasjonen til et fysisk objekt ved hjelp av spenningen generert fra den piezoelektriske effekten. I utgangspunktet viser noen materialer kapasiteten til å produsere en spenning som svar på mekanisk stress. Disse materialene, eller krystaller, danner den sentrale delen av akselerometre som brukes i vibrasjonssensorer. Så en akselerasjon overføres til en masse inne i akselerometeret som deretter genererer en proporsjonal kraft på den piezoelektriske krystall. Denne kraften på krystallet genererer en elektrisk ladning som er proporsjonal med kraften, som er akselerasjonen.

Piezoelektrisk-baserte akselerometre tilbyr en rekke fordeler. For en, deres høyfrekvente respons, linearitet over et bredt frekvensområde, og bred båndbredde hjelpemiddel i å måle høyfrekvente vibrasjoner. Spesielt i industrielle applikasjoner har vibrasjonssensorer vanligvis noen få funksjoner som sikrer langsiktig pålitelig drift. Disse inkluderer et bredt driftstemperaturområde, en rekke forskjellige emballasjealternativer og langsiktig stabilitet.

Valg av riktig vibrasjonssensor begynner med å forstå de forventede signalegenskapene som skal måles og noen av miljøfaktorene som må tas i betraktning, for eksempel temperaturområde eller farlige miljøer. Fra dette kan man vite følsomhetsområdet og frekvensområdet som trengs fra en sensor. Følsomhetsområdet avhenger av å vite den forventede vibrasjonsamplituden som sensoren sannsynligvis vil støte på. På samme måte kan frekvensområdet også estimeres eller være kjent fra tidligere frekvensdata fra maskinen eller komponenten som skal overvåkes.