La tua guida ai sensori di vibrazione dell'accelerometro
Cos'è un accelerometro?
Gli accelerometri sono trasduttori, dispositivi che convertono l'energia da una forma all'altra. E quando esposti a forze dinamiche, convertono quell'energia meccanica in energia elettrica. I segnali elettrici risultanti sono direttamente proporzionali alle forze misurate. Gli accelerometri possono essere utilizzati per misurare una varietà di forze, come vibrazioni, urti o accelerazione del movimento. Oggi, sempre più team di manutenzione utilizzano sensori di vibrazione accelerometrici per il monitoraggio delle condizioni sui propri asset.
Come funzionano i sensori di vibrazione dell'accelerometro
Tutti i macchinari vibrano, ma i cambiamenti nelle vibrazioni possono essere un indicatore precoce di potenziali problemi. Le vibrazioni eccessive possono causare un'usura prematura dei componenti e ridurre la durata delle risorse. Il monitoraggio delle vibrazioni consente di rilevare e diagnosticare i problemi prima che diventino gravi.
I macchinari rotanti, tra cui ventilatori, motori e pompe, sono soggetti a quattro tipi comuni di guasti meccanici: squilibrio, allentamento, disallineamento e usura dei cuscinetti. Monitoraggio delle vibrazioni può rilevare anomalie correlate a ciascuna di queste tipologie di guasti.
Gli accelerometri vengono posizionati direttamente in o su apparecchiature vibranti. (Per alcune applicazioni, si consiglia un dispositivo senza contatto come un sensore a correnti parassite, che non richiede il contatto diretto con la fonte della vibrazione.) I dati di un accelerometro possono essere utilizzati per analisi delle vibrazioni per identificare cambiamenti nel modello di vibrazione dell'attrezzatura su cui è montato.
La tecnica di montaggio utilizzata per fissare un accelerometro a una superficie può avere un impatto sulla frequenza misurabile dell'accelerometro. Le possibili tecniche di montaggio includono magneti, adesivi e perni.
Diversi tipi di sensori di vibrazione dell'accelerometro
Sono disponibili numerosi tipi di sensori di vibrazione accelerometrici, ognuno con caratteristiche, punti di forza e applicazioni diverse.
Sensori piezoelettrici
Quando certi tipi di quarzo o cristallo vengono compressi, producono una carica elettrica. Questo è chiamato effetto piezoelettrico. Accelerometri piezoelettrici (spesso abbreviati in "piezo" o sensori di vibrazione piezoelettrici) utilizzano questo fenomeno per catturare cambiamenti nei parametri fisici come la temperatura o le vibrazioni. I cambiamenti che catturano vengono convertiti in segnali elettrici misurabili proporzionali allo stress meccanico applicato al quarzo o al cristallo. Gli accelerometri piezoelettrici hanno un'ampia gamma di frequenza e possono resistere ad ambienti difficili, comprese le alte temperature.
Accelerometri MEMS
MEMS sta per sistemi micro-elettrici-meccanici. Gli accelerometri MEMS sono piccoli, poco costosi e consumano poca energia, il che li ha resi enormemente popolari. Puoi trovare gli accelerometri MEMS in una vertiginosa gamma di applicazioni elettroniche e industriali moderne. Il compromesso è che la qualità dei loro dati è inferiore rispetto ad alcuni degli altri tipi di accelerometri disponibili, come i sensori piezoelettrici. Tuttavia, nel mondo della manutenzione, i MEMS sensori di vibrazione può essere messo al lavoro su larga scala per monitoraggio delle condizioni, consentendo ai team di tenere traccia di centinaia di risorse contemporaneamente a un prezzo molto più conveniente.
Accelerometri monoassiali vs. accelerometri triassiali
Gli accelerometri monoassiali sono il tipo più comune. Misurano la vibrazione lungo un singolo asse mentre rilevano il livello di vibrazione meccanica.
I sensori di vibrazione dell'accelerometro triassiale possono misurare simultaneamente la vibrazione lungo tre assi perpendicolari, rilevando al contempo tutti i componenti della vibrazione che interessano un oggetto. A differenza degli accelerometri monoassiali, gli accelerometri triassiali possono determinare il tipo di vibrazione presente, non solo il livello.
Come vengono utilizzati i sensori di vibrazione dell'accelerometro
Esistono fin troppe applicazioni di sensori di vibrazione accelerometrici per elencarle tutte in un articolo. Qualsiasi settore che abbia bisogno di mantenere e diagnosticare apparecchiature rotanti, o di garantire la stabilità delle strutture, può utilizzare gli accelerometri. Gli accelerometri possono anche essere utilizzati per monitorare le sollecitazioni su apparecchiature sensibili o speciali, come i microscopi elettronici, durante il trasporto.
Quando vengono utilizzati per il monitoraggio delle condizioni in applicazioni industriali, come i sensori di vibrazioni realizzati da Fluke Reliability, gli accelerometri vengono solitamente installati su apparecchiature quali ventole, compressori, pompe, rulli, turbine e altro ancora.
I vantaggi del monitoraggio delle vibrazioni
Il monitoraggio delle vibrazioni aiuta i team di manutenzione e affidabilità a identificare potenziali guasti alle macchine e a pianificare le azioni di conseguenza. Effettuare riparazioni troppo presto o troppo tardi può essere costoso, in termini di tempo, denaro e parti. Ma manutenzione basata sulle condizioni utilizza le condizioni della macchina, anziché un calendario, per determinare cosa necessita attenzione e quando.
La manutenzione basata sulle condizioni elimina le azioni di manutenzione non necessarie e riduce i tempi di inattività non pianificati, migliorando al contempo i tempi di attività degli asset e prolungandone la durata. Il monitoraggio delle vibrazioni, che può rilevare guasti da 12 a 18 mesi prima del guasto dell'asset, può essere parte integrante di un programma di manutenzione basato sulle condizioni di successo.
