وبلاگ دنیای ارتعاشات

مقالات اندازه گیری، مانیتور، و پایش لرزش

وبلاگ دنیای ارتعاشات

مقالات اندازه گیری، مانیتور، و پایش لرزش

وبلاگ دنیای ارتعاشات

مشاوره، تامین، نصب و پشتیبانی تجهیزات اندازه گیری و مانیتورینگ لرزش

www.yekan-vibration.ir

تلفن :  88196217-021

همراه و تلگرام: 09197433579

فکس:   89778908-021

info [at] yekan-vibration.ir

۱ مطلب با کلمه‌ی کلیدی «آموزش اندازه گیری لرزش صنعتی» ثبت شده است

پایش لرزش در ماشین آلات دوار (قسمت دوم)

| يكشنبه, ۱۸ مهر ۱۳۹۵، ۰۹:۵۱ ق.ظ

برای مطالعه بخش اول این مقاله اینجا را کلیک نمایید.

 

3. انواع حسگرهای لرزش و انتخاب پارامتر مناسب

حسگر ارتعاش سنج، ابزاری است که حرکت ارتعاشی را حس کرده و یک سیگنال الکتریکی AC  با فرکانس و دامنه ی متناسب با حرکت ارتعاشی تولید می نماید.

به طور کلی سه نوع حسگر لرزش وجود دارد که عبارتند از:

به طور کلی برای انتخاب بهترین نوع پارامتر ارتعاشات، نوع  سنسور و یا روش اندازه گیری لرزش، استفاده از جدول زیر پیشنهاد می شود. (وردانی فراهانی)

محدوده فرکانسی

پارامتر مناسب

10 Hz>f

<600 CPM

جابجایی

2000 Hz> f >10

120000 CPM> دور >600

سرعت

2000 Hz< f

120000 CPM<

شتاب

 

جدول 2. جدول انتخاب بهترین نوع پارامتر ارتعاشات، نوع  حسگر و روش اندازه گیری لرزش

 

شکل 4. نمایش نحوه انتخاب انواع حسگرهای لرزش[2]

 

 

4. نقاط قوت و ضعف پارامترهای اندازه گیری لرزش

تصور معمول تاکنون بدین گونه بوده است که روش جابجایی مفیدترین روش اندازه گیری لرزش در فرکانس های پایین می باشد. این به شرطی درست است که فرکانس اندازه گیری در کنار مقدار جابجایی قید شود تا شدت بحرانی لرزش آشکار گردد. به عنوان مثال لرزش برابر Mils(P-P) 2  در فرکانس  CPM 3600 بسیار مخرب تر از همان مقدار لرزش در فرکانس CPM 300 می باشد.

 معمولاً استفاده از روش اندازه گیری شتاب لرزش در مواردی پیشنهاد می شود که منبعی درون ماشین، مولد فرکانس های بالاتر از 2000 هرتز باشد. این منابع می توانند شامل چرخ دنده، فرکانس عبور تیغه، فرکانس های هارمونیک و غیره باشند. این نوع حسگرها را به دلیل محدودیت پاسخ فرکانسی نمی توان برای شناسایی لرزش های فرکانس بالا (چرخ دنده ها و بلبرینگ ها) استفاده نمود. معمولاً این حسگرها برای نصب های دایم و فقط به منظور حفاظت دامنه ی ارتعاشات ناشی از عدم تعادل، لقـی، ناهم محوری و ... در ماشین های بزرگ و یاتاقان های ژرنال مورد استفاده قرار می گیرد.

5. ساختمان حسگرهای شتاب سنج

این حسگرها شتاب گرانش (g) را به صورت مستقیم اندازه گیری می کنند. در این حسگر از المان پیزوالکتریک جهت تبدیل شتاب به سیگنال الکتریکی مناسب استفاده می شود.

 

 

ارتعاشات

 

شکل 5. الف: یک حسگر شتاب سنج ب: شماتیک داخلی یک حسگر شتاب سنج

 

 

 

 

شتاب سنج هایی که لرزش مطلق را اندازه گیری می نمایند کاربرد بیش تری دارند و اغلب روی ماشین آلاتی که دارای یاتاقان ساچمه ا هستند استفاده می­شوند.

از حسگرهای شتاب سنج می توان برای تعیین موقعیت و آشکارسازی لرزش و ضربه استفاده کرد. شتاب سنج‌های ریزماشین کاری شده با روند رو به افزایشی در لوازم الکترونیکی قابل حمل و کنترل کننده بازی‌های رایانه­ای برای تعیین موقعیت و به عنوان ورودی به کار می روند.

شتاب سنج، مقدار شتابی را که نسبت به جسم در حال سقوط آزاد سنجبده می شوداندازه گیری می کند. معمولاً شتاب را برحسب نیروی گرانش اندازه گیری می کنند. به عبارت دیگر، بر اساس اصل هم ارزی در فیزیک در هر نقطه از فضا یک دستگاه مرجع مانا وجود دارد و شتاب سنج، شتاب نسبت به آن دستگاه شتاب را اندازه می گیرد. به این صورت که فرض می شود که دستگاه مرجع بدون شتاب است و هیچ نیرویی به آن وارد نمی شود و حال نیروهای وارد به خود را اندازه می گیرد و شتابی را که باید داشته باشد حدس می زند.

از شتاب سنج‌ها برای پایش سلامت دستگاه‌های چرخشی مانند پمپ ها، پنکه ها، غلتک ها، کمپرسورها و برج‌های خنک کننده استفاده می شود. از لحاظ تجربی ثابت شده است که پایش لرزش، هزینه‌ها و همچنین زمان از کارافتادگی دستگاه‌ها را کاهش می دهد و ایمنی کارخانه را افزایش می دهد. این امر به وسیله ی تشخیص موقعیت هایی مانند غیر هم محوری شافت‌ها (محورها)، عدم تعادل موتورها و خرابی چرخ دنده ها یا خطا در نیرو که منجر به تعمیرات پرهزینه می شود، صورت می گیرد. اطلاعات لرزشی شتاب سنج‌ها به کاربر اجازه پایش ماشین‌ها و پیدا کردن این خطاها را پیش از این که دستگاه چرخنده از کار بیفتد می دهد. پایش لرزش در صنایعی مانند تولید خودرو، دارو، تولید انرژی و نیروگاه ها، خمیر کاغذ ، غذا و آشامیدنی، آب و فاضلاب، نفت و گازو پتروشیمی و تولید فولاد به کار می روند.

5-2. ساختمان حسگرهای سرعت لرزش

این حسگرها که پیش تر با نام Velocity Pickup شناخته می شدند دارای دو نوع کلی مغناطیسی و وزنه ای هستند.

حساسیت ابن سرعت سنج ها بین  100 تا 1000 میلی ولت بر اینچ ثانیه  بوده و در رنج فرکانسی 10 تا 1000 هرتز کارایی دارند. از مزایای این حسگرها عدم نیاز به منبع تغذیه ی خارجی  و همچنین اندازه گیری مستقیم مقدار لرزش بدون نیاز به انتگرال گیر می باشد.[3]

5-3. سرعت سنج نوع پیزوالکتریک

درساختمان این حسگر از تراشه ی پیزوالکتریک استفاده گردیده است که نیازمند استفاده از یک منبع تغذیه ی ثابت و همچنین یک انتگرال گیر داخلی بوده تا سیگنال الکتریکی (میلی ولت) خروجی متناسب با مقدار لرزش باشد.

کاربرد این نوع حسگرها در اندازه گیری لرزش موتورهای الکتریکی است و دارای حساسیت بین 100 تا 1000 میلی ولت بر اینچ برثانیه در فرکانس 1 تا 4000 هرتز می باشند.

 

5-4. ساختمان حسگر اندازه گیری جابجایی

این گونه حسگرها از نوع پروب های غیرتماسی موسوم به پروب غیر تماسی جریان ادی می باشند که در حقیقت وظیفه ی تبدیل فاصله بین پروب و شافت به ولتاژ الکتریکی را بر عهده دارند. این پروب به همراه یک مجموعه مدار الکترونیکی که وظیفه ی تولید، آشکارسازی و تقویت  سیگنال را بر عهده دارند و به نام های کانورتر، دی مدولاتور، اسیلاتور یا پروکسی میتر معروف هستند قابل استفاده می باشند.

شکل 6. طرز کار یک پروکسی میتر

 

شکل 7. نمونه های پروکسی میتر

 

 

 

 

 

در مورد این روش مواردی از فبیل فلز روبروی پروب، ولتاز تغذیه پروکسی میترها و قطر و طول کابل آن ها ممکن است باعث ایجاد محدودیت هایی  شده که عدم دقت در انتخاب هر یک از اجزای ذکر شده احتمال ایجاد خطا در مقدار لرزش قرائت شده را افزایش می دهد.

کاربرد این روش ها، اندازه گیری جابجایی محوری، افقی و عمودی اجزای دوار ماشین آلات (مانند روتور یا شافت) و تجهیزاتی که دارای یاتاقان از نوع ژورنال (بابیتی) بوده و نسبت جرم  روتور به استاتور آن ها کم باشد مورد استفاده قرار می گیرد.

جهت جلوگیری از اطاله سخن، روش های کالیبره و انتخاب صحیح اجزا ی فوق را میتوان از کاتالوگ های سازندگان سیستم های لرزش بدست آورد.

 

برای مطالعه قسمت سوم مقاله اینجا را کلیک نمایید.

 

منبع:

کاظم امین زاده1، رسول ایرانی2، احمد امین زاده3

 

1کارشناس ارشد ابزار دقیق شرکت بهره برداری نفت و گاز گچساران

2کارشناس ابزار دقیق شرکت بهره برداری نفت و گاز گچساران

3 دانشجوی مهندسی مکانیک دانشگاه سمنان