سنسور ارتعاش

سنسور ارتعاش چیست؟

سنسور ارتعاش یا حسگر ارتعاشی و سنسور ویبریشن ، که به  حسگر پیزوالکتریک نیز معروف هستند ، ابزارهای متنوعی برای اندازه گیری  فرایندهای مختلف محسوب می شوند. حسگر ارتعاش یا سنسور ارتعاش در واقع از قانون اثر پیزوالکتریک استفاده می کنند به نحوی که تغییرات فشار ، شتاب ، دما ، کرنش یا نیرو را با تبدیل به بار الکتریکی اندازه گیری می کند.

از یک سنسور ارتعاش نیز می توان برای اندازه گیری رایحه در هوا با اندازه گیری همزمان رزونانس و ظرفیت نیز استفاده کرد.

دامنه سنسور لرزش ارائه شده گسترده است ، زیرا یک سنسور ارتعاش دارای ویژگی های مختلفی است که ممکن است متفاوت باشد، از جمله عوامل مرتبط با اندازه گیری مانند پاسخ فرکانس ، حساسیت و دقت. خصوصیات فیزیکی مانند درجه حرارت ، اندازه و جهت اتصال نیز از ملاحظات هستند.

چه کسی از سنسور پیزوالکتریک استفاده می کند؟

1. صنعت پزشکی
2. مهندسین
3. طراحان خودرو
4. تکنسین های هسته ای

جالب است بدانید حداکثر خوانش ارتعاش می تواند به 29400 متر بر ثانیه برسد!

کاربردهای دیگر سنسور ارتعاش

از دیگر کاربرد سنسور ارتعاش یا همان حسگر ارتعاش برای اندازه گیری میزان و فرکانس ارتعاش در ماشین آلات یا تجهیزات به عنوان ابزاری ایده آل می توان یاد کرد.

ازین رو می توان از اندازه گیری ها برای تشخیص و نظارت بر برخی تئوری ها من جمله عدم تعادل بهره برد تا به جلوگیری از خرابی های بعدی دستگاه کمک کند. محدوده  و دامنه ی ارتعاش می تواند بسیار متفاوت باشد بنابراین شما همیشه باید سنسور ارتعاش را برای اندازه گیری حداکثر دامنه ارتعاش کار خود ، انتخاب کنید.

انواع سنسور ارتعاش

موارد زیر در استفاده از سنسور ارتعاش در متداول ترین بخشهای صنعتی بیشتر مورد توجه قرارگرفته است که از کنترل و بازرسی ارتعاش استفاده می کنند. برای هر صنعت ، چهار ویژگی برتر مورد نیاز یک سنسور ارتعاش با کیفیت بیان (خوب ، بهتر و بهترین ) و توضیح داده شده است.

انتخاب سنسور صنعتی به شرح زیر درجه بندی می شوند:

1. خوب - یک انتخاب هدف کلی که دارای اندازه گیری کافی و ویژگی های فیزیکی برای برنامه های نظارت بر شرایط است ، جایی که داده ها برای تغییر روند می یابند و دقت مطلق چندان مهم نیست.
2. بهتر - یک انتخاب عمومی که دارای اندازه گیری و خصوصیات فیزیکی کافی برای برنامه های نظارت بر شرایط است ، اما ویژگی خاصی مانند دامنه دما یا جهت گیری مناسب را برای برنامه مناسب تر می کند.
3. بهترین - یک انتخاب برتر که دارای اندازه گیری بهینه و خصوصیات فیزیکی است ، اما همچنین دارای طولانی ترین سابقه به عنوان شواهدی از قابلیت اطمینان است. این موارد به ویژه برای کاربردهای مهم ماشین آلات که در آن سنسور ممکن است در عملکردهای مربوط به ایمنی مانند محافظت از ماشین آلات استفاده شود مناسب است.

نکاتی که هنگام انتخاب سنسور ارتعاش باید در نظر بگیرید ، کدامند؟

1. محدوده ارتعاش و حساسیت 
2. فرکانس - مهم است بدانید که فرکانس مورد نیاز برای اندازه گیری چیست
3. دما - دمای بالا می تواند بر عملکرد تأثیر بگذارد
4. قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی یا زباله (تماس می تواند بر قابلیت اطمینان اندازه گیری ها و نظارت تأثیر بگذارد)
5. محیط زیست (جوهای خطرناک برای استفاده در مناطق خطرناک نیاز به دستگاه های طراحی شده دارند)
6. جایی که سنسور ارتعاش قرار دارد ( خروجی بالا ، خروجی جانبی یا نمای پایین در دسترس است)

تفاوت بین سنسور ارتعاش و شتاب سنج چیست؟

شتاب سنج ها شتاب را اندازه گیری می کنند اما لزوماً ارتعاش را اندازه گیری نمی کنند. با این حال ، سنسورهای ارتعاش می توانند مقداری شتاب را اندازه گیری کنند و به همین دلیل یک نوع شتاب سنج هستند.

فرستنده های ارتعاشی داده های ورودی از یک یا چند سنسور را به سیگنال استاندارد تبدیل می کنند.

سنسور ممکن است گسسته باشد ، مانند شتاب سنج ، یا جدایی ناپذیر در فرستنده، مانند سنسورهای ارتعاش ، فرستنده ها بخش مهمی از یک سیستم اندازه گیری ارتعاش را تشکیل می دهند.

چنین سیستم هایی برای پیش بینی و تشخیص "سلامت ماشین" با تشخیص ارتعاشات غیر طبیعی در حین کار استفاده می شود.

از طریق تشخیص زودهنگام چنین ناهنجاری ها ، کارکنان کارخانه می توانند به جای مقابله با از دست دادن زمان و کارایی ناشی از خرابی غیرمنتظره فاجعه بار ماشین ، تعمیر مناسبی را برنامه ریزی کنند.

برای مثال ، از ترانسمیترهای ارتعاش برای اندازه گیری ارتعاش برای تشخیص عدم هم ترازی محور استفاده می شود.

ناهماهنگی شفت زمانی اتفاق می افتد که شفت ماشین های چرخان به دلیل حرکتی که در نتیجه عملکرد دستگاه در شرایط کمتر از بهینه ایجاد می شود ، نامناسب می شوند.

هنگامی که شفت ها نامناسب می شوند ، نیروهای وارد بر دستگاه بر اجزای مختلف فشار وارد می کنند و باعث ایجاد ارتعاش غیرطبیعی می شوند.

فرمت خروجی

فرستنده های ارتعاشی معمولاً از خروجی حلقه فعلی ، یک سیگنال آنالوگ که با اکثر مترها و تجزیه و تحلیل داده ها سازگار است ، استفاده می کنند.

فرستنده های حلقه فعلی معمولاً در محدوده 4-20 میلی آمپر یا 10-50 میلی آمپر کار می کنند. یک حلقه 4-20 میلی آمپر خروجی 4 میلی آمپر را به عنوان "خاموش" (در این مورد "بدون لرزش") و 20 میلی آمپر به عنوان "حداکثر بار" ایجاد می کند.

هنگامی که هیچ ارتعاشی تشخیص داده نمی شود ، فرستنده یک جریان ثابت 4 میلی آمپر را منتقل می کند.

هنگامی که یک سنسور ارتعاش یا شتاب سنج ارتعاش را تشخیص می دهد ، خوانش ارتعاش را به فرستنده منتقل می کند ، که سپس خروجی آن را به مقدار فعلی متناسب با خوانش ارتعاش دریافتی تغییر می دهد.

تصویر زیر نمونه ای از مقیاس نسبی نسبتاً وسیع را نشان می دهد. همانطور که در بالا توضیح داده شد ، هیچ ارتعاشی خروجی 4 میلی آمپر ایجاد نمی کند ، در حالی که حداکثر بار 5 اینچ در ثانیه (IPS) حداکثر خروجی 20 میلی آمپر را ایجاد می کند.

این مقیاس خروجی را به افزایش 2 میلی آمپر تقسیم می کند و ارتعاش مربوطه را برای فعال کردن این خروجی نشان می دهد.

اگر سطح ارتعاش به 3.75 IPS (یا خروجی 16 میلی آمپر) برسد ، این فرستنده خاص تنظیم شده است تا زنگ خطر را به صدا در آورد و در صورت رسیدن به 4.38 IPS (یا خروجی بیشتر از 18 میلی آمپر) دستگاه را خاموش کند.

راهنمای انتخاب سنسور و  فرستنده های ارتعاشی

در حالی که خروجی حلقه فعلی رایج ترین نوع است ، فرستنده های ارتعاش نیز ممکن است از سیگنال های خروجی ولتاژ ، فرکانس یا دیجیتال استفاده کنند.

استانداردها

فرستنده های ارتعاشی ممکن است بر اساس استانداردهای وسیع تر مربوط به اندازه گیری ارتعاش تولید ، مورد استفاده و آزمایش قرار گیرند.

نمونه ها عبارتند از:

1. ANSI/ASA S2.27 (اندازه گیری و ارزیابی ارتعاش ماشین آلات پیشرانه کشتی)
2. BS 7385 (اندازه گیری ارتعاشات و ارزیابی اثرات آنها بر ساختمانها)
3. BS ISO 10815 (اندازه گیری ارتعاش ایجاد شده در تونل های راه آهن با عبور قطارها)