Діріл датчигі: қалай таңдау керек (акселерометр, жылдамдық датчигі, құйынды тоқ датчигі)

Діріл датчигі не өлшеу керектігіне қарай таңдалады. Сырғанау мойынтіректеріндегі біліктің орын ауыстыруын құйынды тоқ датчигі өлшейді. Орта жиілік диапазонындағы корпустың жалпы дірілін жылдамдық датчигі береді. Жоғары жиіліктер маңызды болатын домалау мойынтіректері мен тісті берілістер үшін акселерометр керек. Жоғарғы жұмыс жиілігін бекіту тәсілі де шектейді: шпилька, желім, магнит немесе щуп.

Датчиктердің үш түрі және олар не өлшейді

Түрі	Шама	Қай жерде тұрады	Не үшін
Құйынды тоқ (түйіспесіз)	Біліктің датчикке қатысты орын ауыстыруы	Білікке қарсы, мойынтірек корпусында	Біліктің радиалды дірілі, осьтік орны, фаза белгілегіш және айналу жиілігі
Жылдамдық датчигі	Корпустың діріл жылдамдығы	Мойынтірек корпусы, машина корпусы	Корпустың жалпы дірілі, қорғау және мониторинг
Акселерометр	Корпустың діріл үдеуі	Мойынтірек корпусы, машина корпусы	Жоғары жиіліктер: домалау мойынтіректерінің ерте ақаулары, тісті ілінісу

Forbes Marshall мұны қарапайым ережеге келтіреді: құйынды тоқ датчиктері біліктің орын ауыстыруын, жылдамдық датчиктері корпустың орта жиіліктегі дірілін, акселерометрлер жоғары жиілікті ақауларды өлшейді. Жылдамдық машина күйінің жалпы көрсеткіші ретінде ыңғайлы, үдеу домалау мойынтіректері мен тісті берілістердің ақауларын ерте анықтау үшін.

Құйынды тоқ датчигі

Bently Nevada-ның 3300 XL 8 мм жүйесі үш бөліктен тұрады: зонд, ұзартқыш кабель және Proximitor түрлендіргіші. Шығыс кернеу зонд ұшынан өткізгіш бетке дейінгі қашықтыққа пропорционал, сондықтан жүйе тұрақты құраушыны (орынды) да, айнымалы құраушыны (дірілді) де өлшейді.

3300 XL 8 мм параметрі	Деректер парағы бойынша мәні
Сезімталдық	7,87 В/мм (200 мВ/mil)
Сызықтық диапазон	2 мм (80 mil), нысанадан шамамен 0,25-тен 2,3 мм-ге дейін
Жиілік сипаттамасы	0–10 кГц, +0/−3 дБ, далалық желі ұзындығы 305 м-ге дейін
Біліктің ең кіші диаметрі	50,8 мм, ұсынылатын минимум 76,2 мм
Зондтар арасындағы қашықтық	радиалды діріл үшін кемінде 38 мм, осьтік орын үшін 40 мм

Bently Nevada деректері бойынша негізгі қолданылуы — сырғанау мойынтіректері бар машиналардағы біліктің дірілі мен орны, сондай-ақ фаза белгілегіш (Keyphasor) және айналу жиілігі. Ұзындығы 5 м стандартты 3300 XL 8 мм жүйесі құрылымы, сызықтық диапазоны, дәлдігі және температуралық тұрақтылығы бойынша API 670-ке сәйкес келеді.

Құйынды тоқ датчигінсіз болмайтын жағдайлар

1. Сырғанау мойынтіректері. Корпустың емес, біліктің мойынтірекке қатысты қозғалысын білу керек. Bently Nevada сырғанау мойынтіректері бар машиналарды 3300 XL жүйесінің негізгі қолданылу саласы деп атайды.
2. Турбиналар. Forbes Marshall деректері бойынша құйынды тоқ датчиктері біліктің мойынтіректегі орын ауыстыруын бақылау үшін міндетті: радиалды діріл, осьтік ығысу және салыстырмалы ұлғаю. Корпустағы акселерометр бұл шамаларды бермейді.
3. Фаза мен айналу жиілігі керек. Фаза белгілегіш (Keyphasor) және айналу жиілігін өлшеу де құйынды тоқ датчигімен жасалады, бұл 3300 XL деректер парағында тікелей көрсетілген.

Мұндай орнатудың ірі желдеткіштердегі мысалы «Ірі желдеткіштердегі 3300 XL құйынды тоқ датчиктері» мақаласында қарастырылған.

Жылдамдық датчигі

Классикалық жылдамдық датчигі — катушка мен магнит: діріл кезінде олардың өзара қозғалысы жылдамдыққа пропорционал кернеу туғызады. Bently Nevada Velomitor 330500 басқаша жасалған: бұл жылдамдық сигналын беретін кірістірілген электроникасы бар пьезоэлектрлік акселерометр. Қозғалатын бөліктері жоқ, сондықтан датчик тозбайды және кез келген күйде орнатылады.

Velomitor 330500 параметрі	Деректер парағы бойынша мәні
Не өлшейді	Мойынтірек корпусының, машина корпусының, конструкцияның абсолютті дірілін
Сезімталдық	3,94 мВ/(мм/с) (100 мВ/(дюйм/с)) ±5 %
Жиілік сипаттамасы	4,5 Гц – 5 кГц (±3 дБ); 6 Гц – 2,5 кГц (±0,9 дБ)
Диапазон	1270 мм/с шың
Орнатылған күйдегі резонанс	12 кГц-тен жоғары
Тарту моменті	ең көбі 32–46 кг·см (24–40 дюйм·фунт)

Акселерометр

Акселерометр үдеуге пропорционал сигнал береді. Оны жоғары жиіліктер үшін таңдайды: домалау мойынтіректерінің ерте ақаулары, тісті ілінісу. Мойынтірек ақауларының жиіліктері және оларды қоршауыштан қалай іздеу керектігі «BPFO, BPFI, BSF, FTF мойынтірек ақауларының жиіліктері» мақаласында қарастырылған.

Параметр	330400	330425
Сезімталдық	10,2 мВ/(м/с²) (100 мВ/g) ±5 %	2,5 мВ/(м/с²) (25 мВ/g) ±5 %
Диапазон	50 g шың	75 g шың
Жиілік сипаттамасы	10 Гц – 15 кГц (±3 дБ); 30 Гц – 10 кГц (±10 %)	дәл солай
Орнатылған күйдегі резонанс	30 кГц-тен жоғары	30 кГц-тен жоғары
Көлденең сезімталдық	осьтікінің 5 %-ынан аз	осьтікінің 5 %-ынан аз
Қоректендіру	−24 ±0,5 В тұрақты ток	−24 ±0,5 В тұрақты ток

Bently Nevada деректері бойынша 330400 API 670-тің акселерометрлерге қойылатын талаптарына сай әзірленген және корпус үдеуін өлшеуге, мысалы тісті ілінісуді бақылауға арналған.

Сезімталдықты қалай оқу керек

100 мВ/g сезімталдық 1 g үдеу шығыста 100 мВ беретінін білдіреді. Жоғары сезімталдық әлсіз сигналдарды жақсы бөледі, бірақ диапазонды азайтады. 330400 және 330425 жұбында бұл анық көрінеді: 50 g кезінде 100 мВ/g және 75 g кезінде 25 мВ/g. Күшті соққылары бар машиналар үшін сезімталдығы төмен және диапазоны үлкен датчикті алады.

Бекіту жұмыс жиілігі диапазонына қалай әсер етеді

Датчик бекіту оған берген нәрсені ғана өлшейді. Бекіту неғұрлым қатаң әрі жеңіл болса, жүйенің резонансы соғұрлым жоғары, ал өлшемдерге сенуге болатын жиілік те соғұрлым жоғары.

Бекіту тәсілі	Шамамен жоғарғы жиілік (Istec)
Шпилька	10 000–20 000 Гц
Желім	7 000–10 000 Гц
Жазық беттегі магнит	5 000–7 000 Гц (бір тамшы майы бар таза магнит — 10 000 Гц-ке дейін)
Иілген беттегі магнит	2 000–2 500 Гц
Щуп (ұзартқыш)	шамамен 500 Гц

Бұл бағдар мәндер. Нақты шек белгілі бір датчикке, магнит массасына және беттің күйіне байланысты. Тағы маңыздысы:

1. Шпилька — ең жақсы нұсқа. Endevco: шпилькамен бекіту барлық тәсілдердің ішінде дірілді ең жақсы береді. 330400 үшін Bently Nevada отырғызу бетінің кедір-бұдырлығын 32 микродюйм rms және тарту моментін 4,1 Н·м деп көрсетеді.
2. Табан астындағы жұқа майлау қабаты. Endevco жеңіл майлау материалының жұқа қабатын ұсынады: ол микро бұдырларды толтырып, түйісудің қатаңдығын арттырады. Бұл әсіресе 2 кГц-тен жоғары өлшемдер үшін маңызды.
3. Желім. Ешбір желім шпилька сияқты қатаң емес. Endevco бөлме температурасында цианоакрилаттың сипаттамалары ең жақсы, ал желім тапаншасынан шығатын ыстық желім ең тиімсіз екенін атап өтеді.
4. Магнит. Маршруттарда ыңғайлы, бірақ Endevco массивті магниттік адаптерлерді тек бірнеше жүз герцтен төмен жиіліктерге жарамды деп атайды. Орнату кезінде магнит соққымен тартылады, бұл датчикті зақымдауы мүмкін. Istec магнит массасына байланысты жеңіл машиналарда 1000 Гц-тен жоғары деректерді абайлап түсіндіруге кеңес береді.
5. Щуп. Ең тар диапазон. Төмен жиіліктерде жалпы деңгейді жылдам тексеруге жарайды, бірақ мойынтіректерді талдауға жарамайды.

Домалау мойынтіректерінің ақауларын қоршауыш бойынша іздеуді жоспарласаңыз, датчикті щупқа емес, шпилькаға немесе желімделген алаңшаға қойыңыз.

Қалай таңдау керек: қадамдар

1. Мойынтірек түрін анықтаңыз. Жауапты машинадағы сырғанау мойынтіректері — білікке құйынды тоқ датчиктері. Домалау мойынтіректері — корпусқа датчиктер.
2. Жиіліктерді анықтаңыз. Жұмыс диапазонындағы корпустың жалпы дірілі — жылдамдық датчигі. Домалау мойынтіректері, редукторлар, жоғары жиіліктер — акселерометр.
3. Амплитуда диапазонын тексеріңіз. Күшті соққылар — сезімталдығы төмен және диапазоны үлкен датчик.
4. Қажетті жоғарғы жиілікке қарай бекітуді таңдаңыз (жоғарыдағы кесте).
5. Қайталама аппаратурамен үйлесімділігін тексеріңіз: қоректендіру (мысалы, 330400 үшін −24 В), кабель ұзындығы, машина осы стандарт бойынша қорғалса, API 670 талаптары.

Егер датчик стационарлық жүйеге емес, тасымалды аспапқа керек болса, алдымен қандай аспап керектігін шешіңіз: бұл туралы «Виброметр ме, әлде виброанализатор ма» мақаласы.

Қандай датчикті таңдау керек

• Корпус үдеуі, тісті берілістер, жоғары жиіліктер — Bently Nevada 330400/330425 акселерометрі.
• Мойынтірек корпусының жалпы дірілі — Velomitor жылдамдық датчигі.
• Сырғанау мойынтіректеріндегі біліктің дірілі мен орны — 3300 XL құйынды тоқ жүйесі.

KEG TRK Қазақстанда Bently Nevada датчиктерін жеткізеді. Бағасы сұраныс бойынша.

Дереккөздер

• Bently Nevada. 3300 XL 8 mm Proximity Transducer System Datasheet 141194.
• Bently Nevada. 330400 and 330425 Accelerometer Datasheet 141638.
• Bently Nevada. 330500 Velomitor Piezo-velocity Sensor Datasheet 141632.
• Endevco (PCB Piezotronics). Guide to Accelerometer Installation, TP319.
• Istec. Choosing the right accelerometer mount: 6 effective methods explained.
• Forbes Marshall. Vibration sensor types.