برنامه پایش وضعیت (CM) مبتنی بر ارتعاش سنجی

حداقل امکاناتی که برای پیاده کردن برنامه مراقبت وضعیت (کاندیشن مانیتورینگ) بر مبنای ارتعاش سنجی (به صورت off-line) مورد نیاز هستند عبارتند از:

 

انواع سنسورهای ارتعاش سنجی

تصویر زیر انواع مختلفی از سنسورهای ارتعاش سنجی را نشان می دهد:

 

 

 

انواع تجهیزات داده برداری (برای مثال یک دیتا کالکتور)

تصویر زیر یک دیتا کالکتور (ساخت شرکت DLI) را نشان می دهد:

 

 

 

نرم افزار پردازش و مدیریت اطلاعات

معمولاً به همراه دستگاه های لرزه نگاری که برای برنامه CM طراحی و ساخته می شوند، نرم افزارهای تخصصی نیز برای برقراری ارتباط دستگاه با کامپیوتر ارائه می گردد. این نرم افزارها برای مدیریت اطلاعات (ذخیره سازی، پردازش و ...) استفاده می شوند. در زیر نمایی از نرم افزار XMS تولید شرکت B&K را مشاهده می کنید:

 

 

 

انواع سنسورهای ارتعاش سنجی

سنسور ارتعاش سنجی اولین وسیله مورد نیاز برای اندازه گیری ارتعاشات و ابزاری است که حرکت ارتعاشی را حس کرده و آن را به یک سیگنال الکتریکی AC متناسب با حرکت ارتعاشی، تبدیل می کند.

با تبدیل ارتعاشات به سیگنال الکتریکی، امکان ذخیره سازی، انجام پردازشهای بعدی و نیز مشاهده سیگنال از طریق دستگاه های الکترونیکی (تجهیزات داده برداری) فراهم می شود.

 

 

 

نکاتی که درباره سنسورها حایز اهمیت هستند، عبارتند از:

 

- نوع سنسور

- انتخاب صحیح سنسور، با توجه به مشخصات سنسور (حساسیت، پاسخ فرکانسی، رنج دینامیکی، رنج اندازه گیری، ابعاد، وزن، دمای کاری، نوع کانکتور، جهت اندازه گیری، نوع تغذیه سنسور، ...)

- نصب صحیح سنسور

- وضعیت مناسب اتصالات سنسور و کابل آن

 

 در ادامه موارد فوق را به ترتیب بررسی می کنیم، ابتدا آشنایی با انواع سنسورهای ارتعاش سنجی :

به طور کلی با توجه به مکانیزم کاری و پارامتر اصلی اندازه گیری، سنسورهای ارتعاش سنجی در 3 گروه دسته بندی می شوند:

- شتاب سنج

- سرعت سنج

- جابجایی سنج

 

شتاب سنج ها

همانگونه که در شکل زیر مشاهده می کنید، شتاب سنجها در انواع مختلف و اندازه های گوناگون ساخته می شوند

 

 

 

 

سه نوع شتاب سنج رایج وجود دارد که عبارتند از:

 

- شتاب سنجهای پیزو الکتریک

- شتاب سنجهای پیزو رسیستیو

- شتاب سنجهای خازنی

 

 

شتاب سنج های پیزوالکتریک رایج تر هستند و از نظر نحوه تأثیر پذیری از ارتعاش و تولید سیگنال الکتریکی، در 2 نوع دسته بندی می شوند: نوع فشاری (Compression type) و نوع برشی (Shear Type). المان اصلی این نوع از شتاب سنجها از مواد پیزوالکتریک مثل کوارتز و یا انواع خاصی از سرامیک ساخته می شود. این مواد بر اثر تحریک شدن، سیگنال الکتریکی تولید می کنند. شماتیک ساختمان این نوع از سنسورها را در شکل زیر می بینید:

 

 

 

همانطور که در شکل پیداست، اجزاء اصلی عبارتند از: یک وزنه، ماده کریستال (پیزوالکتریک)، یک فنر برای پیش بارگذاری، تقویت کننده و پایه. این نوع پیکربندی به گونه ای است که نیروی وارد بر ماده پیزوالکتریک و در نتیجه سیگنال الکتریکی تولید شده توسط آن، متناسب با شتابی است که بر پایه (base) وارد می شود. از آنجاییکه سیگنال ایجاد شده معمولاً ضعیف است، از یک مدار داخلی برای تقویت سیگنال استفاده می شود. نهایتاً خروجی سنسور از طریق کابلهای مناسب به ابزارهای پردازش سیگنال (دستگاه های  داده برداری) هدایت می شوند و می توان در برنامه پایش وضعیت از این داده ها استفاده نمود.

 

منبع : http://www.cbmschool.com

بررسی تفاوت انواع سنسورهای مجاورتی ( شتاب سنج، سرعت سنج، جابه جایی سنج)

 

	مزایا	معایب
شتاب سنج	1.  نصب آسان 2.  پاسخ فرکانسی مطلوب در یک محدوده گسترده 3.  اندازه کوچک و وزن کم 4.  استحکام بالا و بدون قطعه متحرک 5.  قابلیت تحمل دماهای بالا (مستلزم طراحی خاص) 6.  سیگنال خروجی قوی در محدوده فرکانسهای بالا	1.    کالیبره کردن آن دشوار است 2.    هزینه تأمین بالا (گرانقیمت) 3.    نیاز به منبع تغذیه بیرونی 4.    نیاز به تطابق امپدانسی با دستگاه اندازه گیری 5.    بسیار حساس و نیازمند استفاده از فیلترینگ
سرعت سنج	1.    نصب آسان 2.    سیگنال خروجی قوی در محدوه فرکانسهای میانی 3.    قابلیت تحمل دماهای بالا (مستلزم طراحی خاص) 4.    عدم نیاز به منبع تغذیه بیرونی	1.      اندازه بزرگ و وزن بالا 2.      پاسخ فرکانسی نامناسب در محدوده فرکانسهای پایین 3.      دارای قطعات متحرک و در معرض فرسودگی تدریجی 4.      کالیبره کردن آن دشوار است 5.      حساسیت جانبی (حساسیت در غیر از جهت اندازه گیری) بالا در مواقعی که مقدار ارتعاشات بالاست 6.      حساس به میدانهای مغناطیسی موجود در محیط (مثلاً اطراف موتورهای الکتریکی فشار قوی)
جابجایی سنج	1.    اندازه گیری مستقیم حرکت شفت که معمولاً سر منشأ اصلی بسیاری از ارتعاشات است 2.    بدون نیاز به تماس با شفت و در نتیجه حذف مشکلات و خطاهای ناشی از محل تماس 3.    استحکام بالا و بدون قطعه متحرک 4.    قیمت مناسب 5.    قابل استفاده برای اندازه گیری سرعت دورانی و نیز زاویه فاز 6.    پاسخ فرکانسی مطلوب در فرکانسهای پایین 7.    اندازه کوچک 8.    قابلیت تحمل محیطهای گوناگون 9.    کالیبراسیون آن آسان است 10. خروجی قوی با امپدانس پایین	1.      بسیار حساس به انواع Run out شفت (مکانیکی و الکتریکی) و انواع خرابی سطحی (خراش، ...) 2.      حساس به جنس شفت 3.      نیاز به منبع تغذیه بیرونی 4.      نصب دشوار در برخی از مواقع (نصب آن نیاز به تمهیدات خاص دارد)