Wyobraźcie sobie majestatyczny most stojący wśród burz, który wydaje się nieruchomy dla gołego oka, a mimo to drży z skomplikowanymi, mikroskopijnymi ruchami.odkryć zarówno jego odporność, jak i potencjalne słabościKluczem do odszyfrowania tego ukrytego języka są akcelerometry, nasze najbardziej zaawansowane narzędzia do zrozumienia zjawisk wibracyjnych.
Wibracja, podstawowe zjawisko fizyczne, odnosi się do ruchu oscylacyjnego obiektów lub komponentów mechanicznych wokół ich pozycji równowagi.jak huśtawka wahadła, lub przypadkowe, takie jak pojazd odbijający się na żwirze. Zazwyczaj mierzone w metrach na sekundę kwadratową (m/s2) lub jednostkach grawitacyjnych (g, gdzie 1g ≈ 9,81 m/s2),Analiza drgań odgrywa kluczową rolę w inżynieriiUmożliwia ocenę stanu sprzętu, przewidywanie usterek, optymalizację projektu i poprawę wydajności.
Wibracje są głównie klasyfikowane w dwie kategorie na podstawie ich mechanizmów pobudzenia:
Występuje, gdy obiekt lub struktura naturalnie oscyluje po początkowym zakłóceniu (jak uderzenie lub przemieszczenie) bez ciągłej siły zewnętrznej.Ciągłe dzwonienie widelca po uderzeniu jest przykładem swobodnych wibracji- System jest...naturalna częstotliwośćRezonans, szczególny przypadek, powstaje, gdy pobudzenie zewnętrzne pasuje do tej naturalnej częstotliwości.potencjalnie wzmacniające wibracje do niszczących poziomów.
Wyniki ciągłych sił zewnętrznych, czy to obrotowych, przemiennych, czy w inny sposób okresowych.Monitoring stanu, analizując przymusowe drgania z obracających się maszyn (kompresorów, turbin, pomp) ujawnia się stan pracy.zwiększenie bezpieczeństwa przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów.
Dwa główne rodzaje czujników dominują w pomiarach wibracji:
Te czujniki piezoelektryczne - najczęściej używane narzędzia pomiaru drgań - działają za pomocą efektu piezoelektrycznego: niektóre kryształy wytwarzają napięcie podczas obciążenia mechanicznego.Gdy przyspieszenie przemieszcza wewnętrzną masę w czujniku, proporcjonalna siła na kryształ produkuje mierzalny ładunek.
- Akcelerometry trybu ładowania:Wydajność sygnałów ładowania surowego wymagających zewnętrznego wzmacniania w celu zmniejszenia podatności na hałas.
- Akcelerometry IEPE:Włączyć wbudowane wzmacniacze ładunku zasilane przez źródła stałego prądu, przekształcające zmiany impedancji w mierzalne napięcia.Preferowane do zastosowań przemysłowych ze względu na odporność na hałas i łatwość użytkowania.
Akcelerometry doskonale sprawdzają się w pomiarach wysokiej częstotliwości (wibracje łożyska, skrzynki biegów lub ostrza) i mogą oceniać uderzenia (wybuchy, próby awarii) lub ruchy niskiej częstotliwości.
Czujniki te mierzą odległości do obiektów docelowych, szczególnie przydatne do bezpośredniego monitorowania wibracji wału w maszynach ciężkich z osuszoną obudową zewnętrzną (np. duże turbiny).
Wybór odpowiednich akcelerometrów wymaga oceny wielu czynników:
Maksymalny oczekiwany poziom wibracji określa wymagany zakres pomiarów.
Wyrażona w mV/g (np. 100 mV/g daje 1V przy 10g), czułość zmienia się w zależności od częstotliwości.Wysoka czułość wykrywa subtelne wibracje.
Jednostki o jednej osi mierzą drgania liniowe, podczas gdy modele trójosiowe rejestrują trójwymiarowe wektory do kompleksowej analizy (po bokach, wzdłużnie, obrotowo).
Masa czujnika nie powinna przekraczać 10% masy konstrukcji testowej, aby uniknąć zmiany właściwości drgań.
Techniki instalacji mają znaczący wpływ na mierzalne zakresy częstotliwości:
| Metoda montażu | Granica częstotliwości (Hz) |
|---|---|
| Przenośny | 500 |
| Magnetyczne | 2000 |
| Klej | 2500-5000 |
| Pozostałe urządzenia, z wyłączeniem tych objętych pozycją 8703 | >6000 |
Przy użyciu akcelerometrów w trybie ładowania można wytrzymać wyższe temperatury, ale wymagają specjalistycznego okablowania.środowiskowe) określają odporność na wilgoć.
Podczas gdy ceny jednostkowe są porównywalne, systemy IEPE często zmniejszają całkowite koszty w zastosowaniach na dużą skalę, eliminując potrzebę drogich kabli i zewnętrznych wzmacniaczy.
Dokładne pomiary wymagają odpowiedniego przetwarzania sygnału:
- Wzmocnienie dla poprawy rozdzielczości i współczynnika sygnału do hałasu
- Podniecenie prądu dla czujników IEPE
- Połączenie AC do usuwania przesunięć prądu stałego
- Filtrowanie w celu wyeliminowania hałasu wysokiej częstotliwości
- Odpowiednie uziemienie w celu zapobiegania zakłóceniom
Postępy w zakresie czujników bezprzewodowych, chmury komputerowej i analizy dużych danych obiecują inteligentniejsze, bardziej zintegrowane systemy monitorowania wibracji.Przemysł może osiągnąć bezprecedensowy poziom przewidywalnej konserwacjiJako zarówno sztuka, jak i nauka pomiar drgań będzie nadal ewoluował jako niezbędna dyscyplina przemysłowa.