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7种振动传感器的类型作用及特点

发表时间:2021-05-14 17:17【

  振动传感器用来跟踪设备健康状况的技术之一是振动监测。振动传感器可用于使维护团队洞悉可能导致设备故障的关键资产中的状况,从而使他们无需进行大修。


  什么是振动传感器?


  振动传感器是一种用于测量给定系统,机器或设备中的振动量和频率的设备。这些度量可用于检测资产中的不平衡或其他问题,并预测未来的故障。


  为什么需要监测振动


  任何在日常运营中使用重型设备的企业都可以从监测振动中受益。这样做的优点包括:


  了解损坏原因


  当一台设备开始显示磨损迹象时,振动分析可以帮助进行根本原因分析(RCA)。通过监视资产内的振动,您可以跟踪振动和后续损坏的根源。


  监控维修需求


  尽管振动监测可以帮助RCA,但在进行预测性维护时,它确实可以发挥作用。连接到CMMS或类似系统时,您可以实时跟踪振动数据。当看到危险的高水平振动反映在数据中时,您将知道需要对连接的资产执行维修工作。


  对设备进行全面的健康检查


  状态监视严重依赖于传感器,包括振动传感器。通过监视关键资产的振动数据,您可以查看它们在特定时间段内的运行情况。


  例如,如果您当前正在调整系统以处理新材料,则振动监控可以帮助您查看特定设备是否能够处理它而不会造成过度磨损。


  振动传感器如何工作?


  振动传感器要么直接连接到资产,要么以无线方式对其进行监控。放置后,它将通过各种方式检测资产的振动,具体取决于传感器的类型(更多信息请参见下文)。随着时间的流逝,您将从设备中获得两种类型的数据:


  频率


  第一类数据是频率或振动发生的频率。通过跟踪何时在给定资产中发生振动峰值,您将能够查明根本原因。


  强度


  您将获得的第二点数据是振动发生时的强度。您从一台设备上获得的振动越多,强度测量值就会越高。


  提示:根据上下文,“频率”一词的使用方式有所不同。在这里,这是振动峰出现的频率。在其他情况下,它可以指代振动本身的波长(可能会在强度测量中反映出来)。


  收集了这两种类型的数据后,您的CMMS会将它们记录到资产的历史记录中,然后可以将其用作比较点。当发生故障时,它们会反映在数据中,并且您的系统将能够通过将当前数据与过去的趋势进行比较来预测未来的故障和故障。


  7种振动传感器


  振动传感器有多种形式。以下各项在工业环境中都有其自己的应用程序。


  1.应变片


  一种类型的振动传感器是应变仪,应变仪是一种箔片,直接应用于要监视的机器表面。箔片包含导电栅格。当网格被拉伸或压缩时(例如当该设备振动时),它会改变网格的电阻。通过读取电网电阻的变化,流经电网的电流将花费更多或更少的时间。


  这些读数可用于根据材料“应变”多少来测量物体的振动。为了正常工作,应变仪需要完美地粘结在表面上,这意味着安装可能会花费一些时间。


  用途:应变片本身很便宜,最好在不平坦或弯曲的表面上使用。但是,您确实需要特殊的设备来放大和读取仪表产生的信号,这可能会变得昂贵。


  2.加速度计


  到目前为止,振动传感器是最常见的类型,加速度计可测量给定组件的速度变化。当连接到一台设备上时,任何振动都将反映速度的变化,这将导致加速度计产生电信号。然后将该信号解释为产生振动数据。


  最常用的加速度计类型是压电加速度计,它可以在大多数频率下产生强而清晰的信号。但是,由于压阻式加速度计在高频和低频下都更好,因此变得越来越受欢迎。缺点是它们的成本高达压电传感器的五倍。


  用途:加速度计通常用于一般振动分析。但是,它们确实需要辅助电子设备才能有用。


  3.涡流


  涡流传感器是一种非接触式传感器,其产生的磁场用于测量给定对象的相对运动。如果传感器固定在适当的位置并且物体在振动,则该运动将记录在磁场中。电容式位移传感器以类似的方式工作,但是具有强电场而不是磁场。


  由于涡流传感器测量相对运动(即相对于传感器位置的运动),因此必须将其固定在适当的位置。他们不需要与资产联系的事实使得它们非常适合精致的资产或设置。


  用途:涡流传感器通常用于实验室中,该实验室使用的设备易碎,测量需要精确。在实验室外,他们看不到太多用处。


  4.激光位移


  与涡流传感器一样,激光位移传感器是非接触式传感器,除了使用磁场和电流而不是使用磁场和电流之外,它们使用的是三角测量的激光束。光束对准资产,并通过接收透镜反射回接收元件。物体位置的任何变化都将导致光束撞击接收元件的不同部分。


  用途:激光位移传感器在清洁的环境中往往最适合固定物体,并且不会干扰精密的仪器。但是,它们在恶劣的环境中表现不佳,而且非常昂贵。


  5.陀螺仪


  陀螺仪是一种接触角传感器,用于测量角速度,角速度是物体旋转或旋转的速度。他们通过使用MEMS(微机电系统)技术来做到这一点,该技术可精确测量物体每秒旋转多少度。


  在振动监控中,陀螺仪通常不单独使用。取而代之的是,它们用于补充您从加速度计获得的数据和方向数据。


  用途:陀螺仪可与加速度计一起在旋转设备上使用,填补了所提供数据中的空白。借助MEMS技术,它们相当便宜,使其非常适合低预算的应用。


  6.麦克风传感器


  振动会产生声音,而这种声音通常超出了人类的听觉范围。麦克风传感器(也称为声压传感器)可以提供有关设备操作员通常无法检测到的高频振动中可能发生的变化的一些基本信息。


  麦克风传感器具有很高的成本效益,尽管它们提供的信息相当有限。


  使用:麦克风传感器可以准确检测振动频率的变化,但不能检测绝对值。此外,它们在查明确切振动源方面不是很有效,这意味着它们通常与加速度计结合使用。


  7.振动计


  振动计是一种用于分析振动数据并将其转换为可读格式的手持设备。它们通常包括加速度计,但是无法连接到已安装的加速度计的模型将使您快速了解资产的当前运行状况。


  用途:振动计用于对资产进行快速检查,但不适用于连续的长期数据。