एक विशाल पुल की कल्पना करें जो तूफानों के बीच दृढ़ता से खड़ा है—नग्न आंखों को स्थिर दिखाई देता है, फिर भी जटिल, सूक्ष्म आंदोलनों के साथ कंपन करता है। ये कंपन, पुल की सांस की तरह, इसकी लचीलापन और संभावित कमजोरियों दोनों को प्रकट करते हैं। इस छिपी हुई भाषा को समझने की कुंजी त्वरणमापी में निहित है, जो कंपन घटनाओं को समझने के लिए हमारे सबसे परिष्कृत उपकरण हैं।
कंपन, एक मौलिक भौतिक घटना, संतुलन की स्थिति के आसपास वस्तुओं या यांत्रिक घटकों की दोलन गति को संदर्भित करता है। ये आंदोलन आवधिक हो सकते हैं, जैसे कि एक पेंडुलम का झूला, या यादृच्छिक, जैसे कि बजरी सड़क पर एक वाहन का उछलना। आमतौर पर मीटर प्रति सेकंड वर्ग (m/s²) या गुरुत्वाकर्षण इकाइयों (g, जहाँ 1g ≈ 9.81 m/s²) में मापा जाता है, कंपन विश्लेषण इंजीनियरिंग, विनिर्माण और परिवहन क्षेत्रों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह उपकरण स्वास्थ्य मूल्यांकन, दोष भविष्यवाणी, डिजाइन अनुकूलन और प्रदर्शन वृद्धि को सक्षम बनाता है।
कंपन को मुख्य रूप से उनके उत्तेजना तंत्र के आधार पर दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है:
तब होता है जब कोई वस्तु या संरचना प्रारंभिक गड़बड़ी (जैसे प्रभाव या विस्थापन) के बाद बिना किसी निरंतर बाहरी बल के स्वाभाविक रूप से दोलन करती है। एक ट्यूनिंग फोर्क का टकराने के बाद लगातार बजना मुक्त कंपन का उदाहरण देता है। सिस्टम की प्राकृतिक आवृत्ति —इसकी अंतर्निहित दोलन प्रवृत्ति—इस व्यवहार को निर्धारित करती है। अनुनाद, एक विशेष मामला, तब उत्पन्न होता है जब बाहरी उत्तेजना इस प्राकृतिक आवृत्ति से मेल खाती है, जिससे कंपन विनाशकारी स्तर तक बढ़ सकता है।
निरंतर बाहरी बलों के परिणामस्वरूप, चाहे घूर्णी, वैकल्पिक, या अन्यथा आवधिक। औद्योगिक उदाहरणों में असंतुलित ड्रम के कारण स्पिन चक्र के दौरान कंपन करने वाली वाशिंग मशीनें शामिल हैं। स्थिति निगरानी में, घूर्णन मशीनरी (कंप्रेसर, टरबाइन, पंप) से मजबूर कंपन का विश्लेषण परिचालन स्थितियों को प्रकट करता है। इन कंपन संकेतों की दीर्घकालिक ट्रैकिंग भविष्य कहनेवाला रखरखाव को सक्षम करती है, जिससे लागत कम करते हुए सुरक्षा बढ़ती है।
दो प्रमुख सेंसर प्रकार कंपन माप पर हावी हैं:
ये पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर—सबसे आम कंपन माप उपकरण—पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के माध्यम से संचालित होते हैं: कुछ क्रिस्टल यांत्रिक रूप से तनावग्रस्त होने पर वोल्टेज उत्पन्न करते हैं। जैसे ही त्वरण सेंसर के अंदर एक आंतरिक द्रव्यमान को स्थानांतरित करता है, क्रिस्टल पर आनुपातिक बल मापने योग्य चार्ज उत्पन्न करता है। के रूप में उपलब्ध:
- चार्ज मोड त्वरणमापी: शोर संवेदनशीलता को कम करने के लिए बाहरी प्रवर्धन की आवश्यकता वाले कच्चे चार्ज सिग्नल आउटपुट करें।
- IEPE त्वरणमापी: स्थिर धारा स्रोतों द्वारा संचालित अंतर्निहित चार्ज एम्पलीफायर शामिल करें, जो प्रतिबाधा परिवर्तनों को मापने योग्य वोल्टेज में परिवर्तित करते हैं। शोर प्रतिरोध और उपयोग में आसानी के कारण औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा।
त्वरणमापी उच्च-आवृत्ति माप (बेयरिंग, गियरबॉक्स, या ब्लेड कंपन) में उत्कृष्ट हैं और प्रभावों (विस्फोट, विफलता परीक्षण) या निम्न-आवृत्ति गतियों का आकलन कर सकते हैं।
ये गैर-संपर्क सेंसर लक्ष्य वस्तुओं की दूरी को मापते हैं, विशेष रूप से भारी मशीनरी में नम बाहरी आवरण (जैसे, बड़ी टरबाइन) के साथ सीधे शाफ्ट कंपन निगरानी के लिए उपयोगी हैं।
उपयुक्त त्वरणमापी चुनते समय कई कारकों का मूल्यांकन करना आवश्यक है:
अधिकतम अपेक्षित कंपन स्तर आवश्यक माप सीमाओं को निर्धारित करते हैं। ओवररेंजिंग सिग्नल विरूपण का कारण बनता है। उच्च-कंपन अनुप्रयोगों में कम-संवेदनशीलता, हल्के सेंसर की आवश्यकता होती है।
mV/g में व्यक्त (उदाहरण के लिए, 100 mV/g 10g पर 1V आउटपुट देता है), संवेदनशीलता आवृत्ति के साथ भिन्न होती है—पूर्ण-श्रेणी अंशांकन आवश्यक है। कम संवेदनशीलता उच्च-आयाम संकेतों के लिए उपयुक्त है; उच्च संवेदनशीलता सूक्ष्म कंपन का पता लगाती है।
एकल-अक्ष इकाइयाँ रैखिक कंपन को मापती हैं, जबकि ट्राइएक्सियल मॉडल व्यापक विश्लेषण (पार्श्व, अनुदैर्ध्य, घूर्णी) के लिए त्रि-आयामी वैक्टर को कैप्चर करते हैं।
सेंसर का द्रव्यमान कंपन विशेषताओं को बदलने से बचने के लिए परीक्षण संरचना के वजन के 10% से अधिक नहीं होना चाहिए।
स्थापना तकनीकें मापने योग्य आवृत्ति श्रेणियों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती हैं:
| माउंटिंग विधि | आवृत्ति सीमा (Hz) |
|---|---|
| हाथ से पकड़े | 500 |
| चुंबकीय | 2000 |
| चिपकने वाला | 2500-5000 |
| पेंच-माउंटेड | >6000 |
तापमान चरम सीमा, रासायनिक जोखिम और आर्द्रता पर विचार करें। चार्ज मोड त्वरणमापी उच्च तापमान का सामना करते हैं लेकिन विशेष केबलिंग की आवश्यकता होती है। सीलिंग प्रकार (हर्मेटिक, एपॉक्सी, पर्यावरणीय) नमी प्रतिरोध को निर्धारित करते हैं।
जबकि यूनिट की कीमतें तुलनीय हैं, IEPE सिस्टम अक्सर महंगे केबलों और बाहरी एम्पलीफायरों की आवश्यकता को समाप्त करके बड़े पैमाने पर तैनाती में कुल लागत को कम करते हैं।
सटीक माप के लिए उचित सिग्नल प्रोसेसिंग की आवश्यकता होती है:
- बेहतर रिज़ॉल्यूशन और सिग्नल-टू-शोर अनुपात के लिए प्रवर्धन
- IEPE सेंसर के लिए वर्तमान उत्तेजना
- DC ऑफसेट को हटाने के लिए AC युग्मन
- उच्च-आवृत्ति शोर को खत्म करने के लिए फ़िल्टरिंग
- हस्तक्षेप को रोकने के लिए उचित ग्राउंडिंग
वायरलेस सेंसर, क्लाउड कंप्यूटिंग और बड़े डेटा एनालिटिक्स में प्रगति स्मार्ट, अधिक एकीकृत कंपन निगरानी प्रणालियों का वादा करती है। कंपन डेटा से गहरी अंतर्दृष्टि निकालकर, उद्योग अभूतपूर्व स्तर के भविष्य कहनेवाला रखरखाव, परिचालन दक्षता और उपकरण सुरक्षा प्राप्त कर सकते हैं। एक कला और विज्ञान दोनों के रूप में, कंपन माप एक अपरिहार्य औद्योगिक अनुशासन के रूप में विकसित होता रहेगा।