Votre guide des capteurs de vibrations accéléromètres

Qu'est-ce qu'un accéléromètre ?

Les accéléromètres sont des transducteurs, des dispositifs qui convertissent l'énergie d'une forme à une autre. Lorsqu'ils sont exposés à des forces dynamiques, ils convertissent cette énergie mécanique en énergie électrique. Les signaux électriques résultants sont directement proportionnels aux forces mesurées. Les accéléromètres peuvent être utilisés pour mesurer diverses forces, telles que les vibrations, les chocs ou l'accélération du mouvement. Aujourd'hui, de plus en plus d'équipes de maintenance utilisent des capteurs de vibrations accélérométriques pour la surveillance de l'état de leurs équipements.

Comment fonctionnent les capteurs de vibrations accéléromètres

Toutes les machines vibrent, mais des variations de vibrations peuvent être un indicateur précoce de problèmes potentiels. Des vibrations excessives peuvent entraîner une usure prématurée des composants et réduire la durée de vie des équipements. La surveillance des vibrations permet de détecter et de diagnostiquer les problèmes avant qu'ils ne s'aggravent.

Les machines tournantes, notamment les ventilateurs, les moteurs et les pompes, sont sujettes à quatre types courants de défauts mécaniques : déséquilibre, desserrage, désalignement et usure des roulements. Surveillance des vibrations peut détecter des anomalies liées à chacun de ces types de défauts.

Les accéléromètres sont placés directement dans ou sur un équipement vibrant. (Pour certaines applications, un dispositif sans contact, tel qu'un capteur à courants de Foucault — qui ne nécessite pas de contact direct avec la source de vibration — est recommandé.) Les données d'un accéléromètre peuvent être utilisées pour analyse des vibrations pour identifier les changements dans le modèle de vibration de l'équipement sur lequel il est monté.

La technique de fixation d'un accéléromètre sur une surface peut influencer sa fréquence mesurable. Parmi les techniques de fixation possibles, on peut citer les aimants, les adhésifs et les goujons.

Différents types de capteurs de vibrations accéléromètres

Il existe de nombreux types de capteurs de vibrations accéléromètres disponibles, chacun avec des caractéristiques, des points forts et des applications différentes.

Capteurs piézoélectriques

Lorsque certains types de quartz ou de cristaux sont comprimés, ils produisent une charge électrique. C'est ce qu'on appelle l'effet piézoélectrique. Accéléromètres piézoélectriques (souvent abrégés en « piézo » ou capteurs de vibrations piézoélectriques) utilisent ce phénomène pour capturer les changements de paramètres physiques comme la température ou les vibrations. Les changements qu'ils captent sont convertis en signaux électriques mesurables, proportionnels à la contrainte mécanique appliquée au quartz ou au cristal. Les accéléromètres piézoélectriques disposent d'une large gamme de fréquences et peuvent résister à des environnements difficiles, notamment à des températures élevées.

Accéléromètres MEMS

MEMS signifie « systèmes micro-électromécaniques ». Les accéléromètres MEMS sont compacts, peu coûteux et consomment peu d'énergie, ce qui explique leur immense popularité. On les retrouve dans une multitude d'applications électroniques et industrielles modernes. Leur qualité de données est toutefois inférieure à celle de certains autres types d'accéléromètres, comme les capteurs piézoélectriques. Cependant, dans le domaine de la maintenance, les MEMS sont utilisés. capteurs de vibrations peut être mis en œuvre à grande échelle pour surveillance de l'état, permettant aux équipes de suivre des centaines d'actifs à la fois à un prix beaucoup plus abordable.

Accéléromètres monoaxiaux vs. accéléromètres triaxiaux

Les accéléromètres mono-axes sont les plus courants. Ils mesurent les vibrations le long d'un seul axe tout en détectant le niveau de vibrations mécaniques.

Les capteurs de vibrations à accéléromètre triaxial peuvent mesurer simultanément les vibrations selon trois axes perpendiculaires, tout en détectant toutes les composantes vibratoires affectant un objet. Contrairement aux accéléromètres à axe unique, les accéléromètres triaxiaux peuvent déterminer le type de vibration présent, et pas seulement son niveau.

Comment sont utilisés les capteurs de vibrations accéléromètres

Les applications des capteurs de vibrations accélérométriques sont bien trop nombreuses pour être répertoriées dans un seul article. Toute industrie ayant besoin d'entretenir et de diagnostiquer des équipements rotatifs, ou de garantir la stabilité de structures, peut utiliser des accéléromètres. Les accéléromètres peuvent également être utilisés pour surveiller les contraintes exercées sur des équipements sensibles ou spécialisés, tels que les microscopes électroniques, pendant leur transport.

Lorsqu'ils sont utilisés pour la surveillance de l'état dans les applications industrielles, comme les capteurs de vibrations fabriqués par Fluke Reliability, les accéléromètres sont généralement installés sur des équipements tels que des ventilateurs, des compresseurs, des pompes, des rouleaux, des turbines, etc.

Les avantages de la surveillance des vibrations

La surveillance des vibrations aide les équipes de maintenance et de fiabilité à identifier les pannes potentielles des machines et à planifier leurs interventions en conséquence. Réparer trop tôt ou trop tard peut s'avérer coûteux en temps, en argent et en pièces. Cependant, maintenance conditionnelle utilise l'état de la machine, plutôt qu'un calendrier, pour déterminer ce qui nécessite une attention particulière et quand.

La maintenance conditionnelle élimine les interventions de maintenance inutiles et réduit les temps d'arrêt imprévus, tout en améliorant la disponibilité et la durée de vie des actifs. La surveillance des vibrations, capable de détecter les défauts 12 à 18 mois avant leur défaillance, peut faire partie intégrante d'un programme de maintenance conditionnelle réussi.