ارتعاش سنج معمولاً یک دستگاه قابل حمل با حافظه برای ذخیره اندازه گیری است. اکثر مدل های ارتعاش سنج دارای دیتالاگر داخلی برای جمع آوری و ثبت داده های اندازه گیری ارتعاش در طول زمان هستند. به این ترتیب ، داده های اندازه گیری ارتعاش را می توان با دقت زیادی بدست آورد.
ارتعاش سنج در تولید برای نظارت بر وضعیت ماشین ، آزمایش محصول و تضمین کیفیت استفاده می شود. بسیاری از تکنسین های تعمیر و نگهداری ماشین از دستگاه های ارتعاش سنج به صورت همزمان با سطح سنج برای تحلیل فرکانس استفاده می کنند. ارتعاش سنج همچنین می تواند در مهندسی عمران برای اندازه گیری ارتعاش سازه ها مانند ساختمان ها ، جاده ها و پل ها استفاده شود. علاوه بر این می توان از دستگاه های ارتعاش سنج تخصصی برای اندازه گیری ارتعاش بدن انسان استفاده کرد.
پارامترهای اندازه گیری ارتعاش سنج
هر ارتعاش سنج یک یا چند پارامتر زیر را اندازه گیری می کند:
- شتاب ارتعاش
- سرعت ارتعاش
- جابجایی ارتعاش
گواهی کالیبراسیون سازنده با اکثر دستگاه های ارتعاش سنج موجود است. با پرداخت هزینه اضافی ، گواهی کالیبراسیون ISO ممکن است به عنوان یک لوازم جانبی جداگانه خریداری شود. ممکن است توسط شرکت هایی که دستگاه ارتعاش سنج را به مجموعه ای از ابزارهای تضمین کیفیت داخلی اضافه می کنند ، گواهی کالیبراسیون ISO لازم باشد. یک گواهی کالیبراسیون که توسط آزمایشگاه کالیبراسیون دارای گواهینامه ISO صادر شده است با اطلاعات تماس شرکت خریدار و قرائت های تست اندازه گیری مخصوص دستگاه شخصی می شود. بنابراین، گواهی کالیبراسیون ISO از آزمایشگاه از حق بازگشت معاف است.
کاربرد ارتعاش سنج
ارتعاش سنج ها برای ثبت منظم پارامترهای فیزیکی مانند جابجایی ارتعاش ، سرعت ارتعاش و شتاب ارتعاش مناسب است. برخی از ارتعاش سنج ها دارای گزینه های اندازه گیری دیگری مانند اندازه گیری دما ، اندازه گیری سرعت یا تعیین پارامتر بلبرینگ هستند. از ارتعاش سنج می توان برای بررسی وضعیت عمومی و همچنین وضعیت قطعات منفرد (یاتاقان غلتکی ، چرخ دنده و ...) دستگاه استفاده کرد. تحولات روند این پارامترها اطلاعاتی در مورد خسارت قریب الوقوع ارائه می دهد. به این ترتیب ، برنامه های تعمیر و نگهداری یا خاموش شدن دستگاه را می توان با توجه به وضعیت دستگاه برنامه ریزی کرد. با استفاده از این مفهوم ، ارتعاش سنج ایمنی کار را از یک سو افزایش می دهد ، و در عین حال به دلیل زمان بهینه کارکرد ماشین و کاهش زمان خرابی ، کارایی دستگاه را افزایش می دهد. به عنوان دستگاه های تلفن همراه ، ارتعاش سنج ها را می توان به صورت خودکار حتی در مکان هایی که دسترسی به آنها دشوار است ، استفاده کرد. بسته به مدل ارتعاش سنج ، داده های اندازه گیری نیز می توانند ذخیره شده و متعاقباً با کمک نرم افزار ارزیابی شوند.
انتخاب مناسب ارتعاش سنج
هنگام انتخاب ارتعاش سنج مناسب ، توجه به جنبه های مختلف به دلیل تعداد زیاد کاربردها بسیار مهم است. این شامل محدوده اندازه گیری ، محدوده فرکانس ، امکان تجزیه و تحلیل FFT ، تعیین پارامتر بلبرینگ ، کاربرد mVibration متر در نیروگاه. ظرفیت حافظه و سایر توابع اندازه گیری است.
انتخاب بر اساس استاندارد ارتعاش سنج
یک برنامه مکرر نظارت بر ماشین و ارزیابی دستگاه بر اساس DIN EN ISO 10816 است. این استاندارد اندازه های مختلف ماشین را با توجه به قدرت درایو طبقه بندی می کند و مقادیر محدودی را به کلاس های جداگانه اختصاص می دهد که رعایت آنها عملکرد ایمن و بدون مشکل را تضمین می کند. این استاندارد همچنین تعدادی از مشخصات را تعریف می کند که ارتعاش سنج ها باید برای اطمینان از اندازه گیری مطابق با استاندارد مطابقت داشته باشند. از یک سو ، استاندارد مشخص می کند که سرعت ارتعاش در میلی متر بر ثانیه واحد مربوطه برای نظارت بر ماشین است. علاوه بر این ، محدوده فرکانسی که باید پوشش داده شود ، مشخص شده است که بین 10 هرتز و 1 کیلوهرتز است. این بدان معناست که ارتعاش سنج مناسب باید مجهز به فیلتر فرکانس مربوطه باشد. همه ارتعاش سنج ها دارای این فیلترهای فرکانس هستند و بسته به مدل ارتعاش سنج ، سایر عملکردهای مفید نظارت دستگاه در دسترس هستند.
سرعت ارتعاش
یکی دیگر از پارامترهای مهم در نظارت بر ارتعاش سرعت است، زیرا اندازه گیری های قابل مقایسه و تعیین روند همیشه باید در شرایط عملیاتی یکسان انجام شود. بنابراین برخی از ارتعاش سنج ها دارای سنسورهای سرعت یکپارچه ، تماس یا بدون تماس هستند که می توان با آنها سرعت را مستقیماً در محل تعیین کرد.
ارزیابی فرکانس ارتعاشات
از آنجا که قطعات معیوب یا یاتاقان ها اغلب ارزش اصطکاک را در حین چرخش ایجاد می کنند ، دمای سطح یک ماشین در مجاورت قطعات مهم نیز می تواند اطلاعات ارزشمندی در مورد وضعیت دستگاه ارائه دهد. بنابراین برخی از گردآورندگان داده های اندازه گیری دارای سنسور دما برای تعیین دمای سطح هستند. عملکرد مفید دیگر تجزیه و تحلیل FFT است. با این ارزیابی فرکانس ، می توان رفتار ارتعاشات یک ماشین را از نظر فرکانس ارتعاش تجزیه و تحلیل کرد. ارتعاش سنج با عملکرد مربوطه طیف فرکانسی دستگاه را روی صفحه نمایش نشان می دهد. اوج فرکانس در طیف می تواند نشان دهنده آسیب در یاتاقان نورد باشد. برای اینکه بتوانیم خطاها را با دقت بیشتری بومی سازی کنیم ، فرکانس آسیب قطعات با سرعت معین مورد نیاز است. فرکانس های خسارت را می توان با استفاده از فرمول ها محاسبه کرد و اطلاعات مربوط به آن را اغلب می توان از سازنده قطعات دریافت کرد. ارتعاش سنج ها با عملکردهای شرح داده شده در بالا دریافت می شود.
انواع و رایج ترین شتاب سنج
سه نوع شتاب سنج در صنعت موجود می باشند که عبارتند از :
- شتاب سنج پیزو الکتریک
- شتاب سنج پیزو رسیستیو
- شتاب سنج خازنی
رایج ترین و مرسوم ترین این شتاب سنج ها شتاب سنج پیزو الکتریک است. که براساس دو فاکتور مهم چگونگی تاثیرپذیری از ارتعاش و تولید سیگنال های الکتریکی به دو نوع تقسیم می شوند. ساختمان نوع فشاری شتاب سنج های پیزو التریک از مواد پیزو الکتریک مثل کوارتز یا انواع خاصی از سرامیک ها تشکیل شده است.
بخش های اصلی یک شتاب سنج پیزو الکتریک
اجزای اصلی ساختمان یک شتاب سنج پیزوالکتریک شامل :
- یک وزنه
- یک ماده کریستال یا پیزو الکتریک
- یک فنر جهت پیش بارگذاری
- تقویت کننده
- پایه
امکانات پیاده کردن سیستم CM براساس ارتعاش سنج
برای پیاده شدن سیستم CM برمبنای ارتعاش سنجی به صورت Off - Line حداقل امکاناتی مورد نیاز است که در ذیل به آنها اشاره می کنیم :
- انواع مختلف سنسورهای ارتعاش سنجی
- انواع مختلف تجهیزات داده برداری مثل دیتا کالکتور
- نرم افزار پردازش
- مدیریت اطلاعات
نرم افزار پردازش و مدیریت اطلاعات چیست و چه کاربردی دارد؟
نرم افزار پردازش و مدیریت اطلاعات نرم افزاری تخصصی است که به همراه دستگاه هایی که به منظور ارتعاش سنجی برای سیستم CM طراحی و تولید می شوند، به منظور ایجاد ارتباط بین سیستم کامپیوتری و دستگاه مورد استفاده قرار می گیرند. کابرد این دستگاه ها مدیریت تولید اطلاعات مثل ذخیره سازی و تجزیه و تحلیل می باشد.
سنسور اطلاعات سنجی چیست و چگونه کار می کند؟
در فرآیند تشخیص ارتعاش اولین وسیله و تجهیزاتی که می تواند حرکت ارتعاشی را حس کند و آن را تبدیل به یک سیگنال AC که متناسب و سازگار با حرکت ارتعاشی باشد مبدل کند. این عمل یعنی فرآیند تبدیل ارتعاشات به سیگنال های الکتریکی سبب می شود که امکان ذخیره سازی اطلاعات و پردازش های بعدی فراهم شود و همچنین سیگنال های ذکر شده به وسیله دستگاه های الکترونیکی که همان تجهیزات داده برداری هستند، قابل مشاهده هستند.
اساس دسته بندی سنسور های ارتعاش سنجی
تقسیم بندی سنسور های ارتعاش سنجی برحسب مکانیزم کاری و پارامتر اصلی اندازه گیری صورت می گیرد. سنسور های ارتعاش سنجی به سه دسته شتاب سنج، سرعت سنج و جا به جایی سنج تقسیم می شوند.
عملکرد پیکربندی اجزای اصلی یک شتاب سنج پیزو الکتریک
در ساختمان یک شتاب سنج پیزو الکتریک به دلیل طراحی روی هم سوار شدن اجزای اصلی آن نیرویی که برماده پیزو الکتریک وارد می شود و متعاقب آن سیگنال الکتریکی تولید شده کاملا با شتابی که بر پایه شتاب سنج وارد می آید در تناسب می باشد. در شتاب سنج پیزو الکتریک معمولا برای تقویت سیگنال از یک مدار داخلی استفاده می شود. چرا که سیگنالی که توسط نیروی وارده بر ماده پیزو الکتریک تولید می شود بسیار ضعیف است. آخرین حالتی که در یک شتاب سنج پیزو الکتریک پدید می آید هدایت خروجی سنسور به سمت ابزار های پردازش سیگنال است که به وسیله کابل ها صورت می پذیرد.
چگونگی حوزه فرکانسی شتاب سنج های پیزو الکتریک
نکته حائز اهمیت دیگری که درمورد شتاب سنج های پیزوالکتریک وجود دارد حوزه فرکانسی این شتاب سنج هاست که دارای وسعت بیشتری بوده و میزان حساسیت آنها در این حوزه وسیع مقدار ثابتی می باشد.
اهمیت فرکانس ارتعاشی در چه موضوعی می باشد؟
فرکانس ارتعاشی از ویژگی های مهم ارتعاش است که به دلیل ارتباطی که با فرکانس کاری ماشین یا دور ماشین دارد حائز اهمیت بوده و در بسیاری موارد حتی می تواند نوع عیب یا حداقل منطقه یا ناحیه رخداد عیب را مشخص نماید.