Twój przewodnik po czujnikach drgań akcelerometru

Czym jest akcelerometr?

Akcelerometry to przetworniki — urządzenia, które zamieniają energię z jednej formy na drugą. A gdy są wystawione na działanie sił dynamicznych, zamieniają tę energię mechaniczną na energię elektryczną. Powstałe sygnały elektryczne są wprost proporcjonalne do mierzonych sił. Akcelerometry mogą być używane do pomiaru różnych sił, takich jak drgania, wstrząsy lub przyspieszenie ruchu. Obecnie coraz więcej zespołów konserwacyjnych używa czujników drgań akcelerometrów do monitorowania stanu swoich zasobów.

Jak działają czujniki drgań akcelerometru

Wszystkie maszyny wibrują, ale zmiany wibracji mogą być wczesnym wskaźnikiem potencjalnych problemów. Nadmierne wibracje mogą powodować przedwczesne zużycie komponentów i skrócić żywotność aktywów. Monitorowanie wibracji umożliwia wykrywanie i diagnozowanie problemów, zanim staną się poważne.

Maszyny wirujące, w tym wentylatory, silniki i pompy, są podatne na cztery typowe rodzaje usterek mechanicznych: niewyważenie, luzy, rozbieżność i zużycie łożysk. Monitorowanie wibracji Potrafi wykryć anomalie związane z każdym z tych typów usterek.

Akcelerometry umieszczane są bezpośrednio w lub na urządzeniach wibracyjnych. (W niektórych zastosowaniach zaleca się stosowanie urządzeń bezkontaktowych, takich jak czujnik prądów wirowych, który nie wymaga bezpośredniego kontaktu ze źródłem drgań). Dane z akcelerometru można wykorzystać do analiza drgań do identyfikacji zmian w charakterystyce drgań urządzenia, na którym jest zamontowany.

Technika montażu stosowana do przymocowania akcelerometru do powierzchni może mieć wpływ na mierzalną częstotliwość akcelerometru. Możliwe techniki montażu obejmują magnesy, kleje i kołki.

Różne rodzaje czujników drgań akcelerometru

Na rynku dostępnych jest wiele rodzajów czujników drgań akcelerometrów, z których każdy charakteryzuje się innymi cechami, zaletami i zastosowaniami.

Czujniki piezoelektryczne

Gdy pewne rodzaje kwarcu lub kryształu są ściskane, wytwarzają ładunek elektryczny. To zjawisko nazywa się efektem piezoelektrycznym. Akcelerometry piezoelektryczne (często w skrócie „piezo” lub czujniki drgań piezoelektrycznych) wykorzystują to zjawisko do wychwytywania zmian parametrów fizycznych, takich jak temperatura czy wibracje. Zmiany, które rejestrują, są przekształcane w mierzalne sygnały elektryczne proporcjonalne do naprężenia mechanicznego przyłożonego do kwarcu lub kryształu. Akcelerometry piezoelektryczne mają szeroki zakres częstotliwości i mogą wytrzymać trudne warunki, w tym wysokie temperatury.

Akcelerometry MEMS

MEMS to skrót od micro-electrical-mechanical systems (systemy mikroelektryczno-mechaniczne). Akcelerometry MEMS są małe, niedrogie i zużywają mało energii, co sprawiło, że stały się niezwykle popularne. Akcelerometry MEMS można znaleźć w oszałamiającej gamie nowoczesnych zastosowań elektronicznych i przemysłowych. Wadą jest to, że jakość ich danych jest niższa niż w przypadku niektórych innych dostępnych typów akcelerometrów, takich jak czujniki piezoelektryczne. Jednak w świecie konserwacji MEMS czujniki wibracji można wykorzystać na dużą skalę monitorowanie stanu, umożliwiając zespołom śledzenie setek zasobów jednocześnie za znacznie przystępniejszą cenę.

Akcelerometry jednoosiowe kontra akcelerometry trójosiowe

Akcelerometry jednoosiowe są najpopularniejszym typem. Mierzą drgania wzdłuż jednej osi, wykrywając jednocześnie poziom drgań mechanicznych.

Czujniki drgań trójosiowego akcelerometru mogą jednocześnie mierzyć drgania wzdłuż trzech prostopadłych osi, wykrywając jednocześnie wszystkie składowe drgań oddziałujące na obiekt. W przeciwieństwie do akcelerometrów jednoosiowych, trójosiowe akcelerometry mogą określić rodzaj obecnych drgań — nie tylko ich poziom.

Jak wykorzystuje się czujniki drgań akcelerometru

Istnieje zbyt wiele zastosowań czujników drgań akcelerometru, aby wymienić je wszystkie w jednym artykule. Każda branża, która musi konserwować i diagnozować urządzenia obrotowe lub zapewnić stabilność konstrukcji, może używać akcelerometry. Akcelerometry można również stosować do monitorowania naprężeń w delikatnym lub specjalistycznym sprzęcie, takim jak mikroskopy elektronowe, podczas transportu.

W przypadku zastosowań przemysłowych akcelerometry służą do monitorowania stanu urządzeń, np. czujników drgań produkowanych przez Fluke Reliability. Są one zazwyczaj instalowane na takich urządzeniach, jak wentylatory, sprężarki, pompy, rolki, turbiny i wiele innych.

Korzyści z monitorowania drgań

Monitorowanie wibracji pomaga zespołom ds. konserwacji i niezawodności identyfikować potencjalne usterki maszyn i odpowiednio planować działania. Dokonywanie napraw zbyt wcześnie lub zbyt późno może być kosztowne — pod względem czasu, pieniędzy i części. Ale konserwacja oparta na stanie wykorzystuje stan maszyny, a nie kalendarz, aby określić, co wymaga uwagi i kiedy.

Konserwacja oparta na stanie eliminuje zbędne czynności konserwacyjne i redukuje nieplanowane przestoje, a także poprawia czas sprawności aktywów i wydłuża ich żywotność. Monitorowanie wibracji, które może wykrywać usterki na 12 do 18 miesięcy przed awarią aktywów, może być integralną częścią udanego programu konserwacji opartej na stanie.