W jaki sposób czujniki drgań mierzą przyspieszenie, aby śledzić stan maszyny?

monitorowanie stanu maszyn jest ściśle związane z większym programem konserwacji predykcyjnej. Celem konserwacji predykcyjnej jest ograniczenie lub wyeliminowanie całkowicie nagłych i katastrofalnych awarii maszyny poprzez aktywne monitorowanie tych komponentów, które mają kluczowe znaczenie dla funkcjonowania maszyny. Dzięki monitorowaniu komponentów, takich jak silniki, wentylatory, pompy i inne elementy składowe, takie jak łożyska, śledzeniu parametrów, takich jak temperatura i wibracje, a także wykorzystaniu algorytmów do analizy zebranych w ten sposób danych można uniknąć awarii, zanim do nich dojdzie.

jedną z najczęstszych technik stosowanych w monitorowaniu stanu jest analiza drgań. Zasadniczo metoda ta wykorzystuje czujniki do monitorowania drgań w maszynie i jej elementach. Dane te są następnie dalej analizowane w dół strumienia w celu określenia, czy istnieje odchylenie od normalnej pracy i czy i jakiego rodzaju interwencji jest potrzebna.

czujniki drgań są szeroko stosowane do pomiaru drgań. Typowe czujniki drgań mierzą drgania elementów maszyn, takich jak wały i łożyska urządzeń wirujących, takich jak silniki i pompy. Same czujniki drgań opierają się na kilku różnych rodzajach technik operacyjnych, w tym najczęstszych opartych na akcelerometrze. Inne czujniki drgań działają przy użyciu mierników tensometrycznych, mikrofonów lub czujników ciśnieniowych lub innych rodzajów technik pomiarowych.

jak działają czujniki drgań? Sercem najczęstszego typu czujnika drgań jest akcelerometr. Wszystkie akcelerometry mierzą przyspieszenie, które jest siłą. W istocie mierzy stopień ruchu obiektu. Tak więc w pewnym sensie nie jest to wibracja, która jest bezpośrednio mierzona, ale raczej siła, która jest wykrywana, która jest identyfikowana jako wibracja.

jeden z najczęstszych typów czujników drgań wykorzystuje ceramiczny czujnik piezoelektryczny lub akcelerometr. Akcelerometr mierzy dynamiczne przyspieszenie obiektu fizycznego za pomocą napięcia generowanego przez efekt piezoelektryczny. Zasadniczo niektóre materiały wykazują zdolność do wytwarzania napięcia w odpowiedzi na naprężenia mechaniczne. Materiały te, czyli kryształy, stanowią centralną część akcelerometrów stosowanych w czujnikach drgań. Tak więc przyspieszenie jest przekazywane do masy wewnątrz akcelerometru, który następnie generuje proporcjonalną siłę na kryształ piezoelektryczny. Ta siła na krysztale generuje ładunek elektryczny proporcjonalny do siły, którą jest przyspieszenie.

akcelerometry oparte na Piezoelektryce oferują szereg korzyści. Po pierwsze, ich Pasmo przenoszenia o wysokiej częstotliwości, liniowość w szerokim zakresie częstotliwości i szeroka szerokość pasma pomagają w pomiarze drgań o wysokiej częstotliwości. Szczególnie w zastosowaniach przemysłowych czujniki drgań mają zazwyczaj kilka cech, które zapewniają długotrwałą niezawodną pracę. Obejmują one szeroki zakres temperatur roboczych, wiele różnych opcji pakowania i długoterminową stabilność.

wybór odpowiedniego czujnika drgań rozpoczyna się od zrozumienia oczekiwanej charakterystyki sygnału, którą należy zmierzyć, oraz wszelkich czynników środowiskowych, które należy wziąć pod uwagę, takich jak zakres temperatur lub niebezpieczne środowiska. Z tego można poznać zakres czułości i zakres częstotliwości potrzebny z czujnika. Zakres czułości zależy od znajomości oczekiwanej amplitudy drgań, którą czujnik może napotkać. Podobnie zakres częstotliwości może być również oszacowany lub znany z przeszłych danych o częstotliwościach z monitorowanej maszyny lub komponentu.