Уровень вибрации измеряется в: Измерение уровней вибраций | «ЭКОЛАБ»

Основы вибромониторинга

Большинство неисправностей машин выражается в повышении вибрации, анализ вибросигнала представляет собой хорошее средство для их диагностики. При этом каждая неисправность или повреждение имеет свой вид в смысле вибрации.

Вибрация — это поведение механических компонентов машин вследствие реакции на воздействие внешних и внутренних сил. Элементы машины взаимодействуют друг с другом, и через конструкцию происходит рассеивание энергии в виде механических колебаний. По мере износа машины, проседания фундамента и деформации деталей в динамических свойствах машины начинают происходить изменения. Нарушается центровка валов, появляется дисбаланс роторов, увеличиваются зазоры.

Причины и следствия усиливают друг друга, и если не принять своевременных корректирующих действий, то машина выйдет из строя. При анализе вибрации рассматриваются два компонента вибросигнала – амплитуда и частота.

Частота – количество событий в единицу времени (одно событие — один цикл вибрации). Частота, на которой происходит вибрация, определяет тип дефекта. Определённые типы неисправностей проявляются на определённых частотах. Определив частоту вибрации можно определить её причину.

Амплитуда — величина вибросигнала. Амплитуда вибрации на данной частоте определяет степень развития повреждения. Чем больше амплитуда, тем больше вибрация, тем больше проблема. Амплитуда зависит от типа машины (размера и мощности) и должна всегда сравниваться со стандартизированным уровнем, который для данного типа машин является нормой.

Для измерения вибрации существует несколько методов:

• 
  
  Измерение общего уровня вибрации;
  
• 
  
  Измерение формы волны;
  
• 
  
  Спектральный анализ БПФ;
  
• 
  
  Измерение фазы вибрации;
  
• 
  
  Детектирование огибающей;
  
• 
  
  Акустическая эмиссия;
  
• 
  
  Другие технологии, связанные с работой датчиков на резонансных частотах.
  

Наиболее часто и успешно применяются следующие методы.

Общий уровень вибрации – суммарная энергия вибрации (виброскорость, мм/с), измеренная в установленном частотном диапазоне (обычно 10 – 1000 Гц). Измерение общих уровней вибрации машины или её компонентов и сравнение полученных уровней с эталонными позволяет судить о текущем состоянии машины. Уровень вибрации выше нормального означает, что на машине имеются проблемы (дисбаланс, расцентровка, ослабление механических креплений, проблемы с фундаментом и т.д.).

Общий уровень может быть измерен по Пикам, по размаху Пик-Пик, по среднему уровню или по среднеквадратичному значению (СКЗ). Эти факторы могут быть математически связаны друг с другом, если речь идёт о синусоидальной вибрации:

Пик = 1, СКЗ = 0.707х Пик, Пик-Пик = 2 х Пик.

В зависимости от класса машин можно определить общее состояние согласно международным стандартам уровней вибрации.

Т. к. каждая машина уникальна в смысле вибрационного поведения, наиболее эффективным методом определения наличия неисправностей машины является сравнение результатов измерений во времени на этой самой машине. Такое сравнение целесообразно производить с помощью построения трендов (тренд – график изменения амплитуды вибрации по времени).

При отсутствии проблем общий уровень вибрации на машине будет оставаться стабильным на протяжении времени. Последующие периодические результаты измерений сравниваются с этим базовым уровнем. Периодичность измерений зависит от типа машины и от критичности её состояния. На графике тренда могут быть установлены предупредительный и аварийный уровни. Предупредительный уровень устанавливает границу, в пределах которой повышение уровня сигнала может иметь случайный характер. Устойчивый рост амплитуды выше предупредительного уровня является сигналом к тому, что периодичность измерений необходимо сделать более частой.

При приближении амплитуды к аварийному уровню целесообразно обратиться к сервисной службе компании Подшипник. ру для проведения продвинутого спектрального анализа и своевременного выявления повреждений машины. При этом мы можем гарантированно определить негативную причину и качественно исключить ее воздействие.

График изменения амплитуды вибрации по времени называется формой волны или вибрацией во временной области. Этот график воспроизводит необработанный вибросигнал в течение небольшой временной выборки. Этот график не так полезен для диагностики машин как другие виды представления информации (спектр), но некоторые виды неисправностей, которые не всегда имеют очевидное отражение в спектре вибрации, могут быть определены по анализу формы волны.

Для анализа вибрационного сигнала используется анализ спектра этого сигнала, полученный с помощью БПФ (Быстрого Преобразования Фурье). В упрощённом виде, не вдаваясь в математические выкладки, это означает, что сигнал раскладывается на частотные составляющие со своими амплитудами. Как если бы была измерена вибрация, например, на фиксированной частоте 10 Гц, затем на 20 Гц и т.д. до тех пор, пока не будет получена амплитуда для каждой частоты в заданном частотном диапазоне. Значения амплитуд затем представляются в виде графика амплитуды по частоте. Полученный график называется спектром БПФ.

Повреждения подшипников и зубчатых передач производят повторяющиеся сигналы намного меньшей амплитуды и на более высоких частотах, чем сигналы от дефектов на частоте вращения и нескольких последующих её гармониках (частотах кратных частоте вращения).

Задача детектирования огибающей сводится к отфильтровыванию низкочастотных составляющих вибрации и усилению повторяющихся высокочастотных сигналов от дефектов подшипников. При этом шум от неповторяющихся высокочастотных компонентов сигнала подавляется. Детектирование огибающей применяется для анализа сигналов от подшипников и зубчатых передач, которые могут быть скрыты за значительно более высокими уровнями вибрации на роторных частотах. Например, если имеется повреждение на наружном кольце подшипника, то при прохождении каждого тела качения (шарика или ролика) с частотой, обусловленной размерами кольца и количеством тел качения, будет происходить динамический (быстро затухающий) удар, возбуждающий вибрацию маленького уровня. Обработка этого сигнала позволяет получить спектр огибающей виброускорения gE.

Рекомендуемые предельные уровни огибающей в зависимости от диаметра вала и частоты вращения.

Специалисты компании Подшипник.ру помогут Вам обнаружить повреждения подшипников, используя анализ спектра огибающей с учетом характеристических частот подшипников.

Немного о вибрации, виброскорости и виброускорении

Немного о вибрации, виброскорости и виброускорении

Автор: Кондратьев А. В.

Ну вот и снова, уважаемый читатель, мы возвращаемся к одному из «проклятых» вопросов нашей тематики. На сей раз не «по заказу», а в связи с новыми веяниями в нормативных документах 🙂

Итак, техническая акустики, которая, как известно, включает в себя как измерения звукового давления (в воздушной среде), так и измерения виброускорения (на поверхностях твёрдых тел).

Не будем возвращаться к тому, почему и для чего нужно это измерять. Об этом достаточно сказано как в нормативных документах, так и в самых разных публикациях.

Но вот обещанные новости.

Во-первых готовятся к утверждению единые сертификационные требования к целому ряду средств защиты информации. В том числе и к средствам защиты за счёт вибраций.

И во-вторых именно в проекте этих требований требуемые параметры для вибровозбудителей заданы не в единицах виброускорения, а в единицах вибросилы.

Соответственно, для разработчиков средств защиты такого типа и для организаций, входящих в систему сертификации (для испытательных лабораторий и органов по сертификации) встают вопросы измерения этого параметра.

С одной стороны и отечественные и зарубежные производители средств измерений в области акустики выпускают датчики вибросилы. И достаточное количество моделей. С другой стороны, а что, все измерительные акселерометры можно выбрасывать? И, кстати, если с первичным преобразователем более-менее понятно, но измерять-то чем? Все типовые шумомеры, точнее – их индикаторы, калибруются в единицах звукового давления и/или виброускорения. Шкал вибросилы в них нет. И таковые не предусмотрены действующим ГОСТ Р 53188.1-2008 (МЭК 61672-1:2002) «Шумомеры. Технические требования».

Разумеется, можно применить типовые усилители заряда. Однако и эти средства измерения показывают именно значение заряда, которое необходимо дополнительно пересчитывать в собственно вибросилу. Однако не всё так мрачно и самые обычные шумомеры могут быть применены вполне успешно, и даже не обязателен специальный датчик вибросилы, если правильно подойти к делу.

Вот этим вопросом и займёмся.

Для начала рассмотрим классическую схему измерения с датчиком вибросилы.

Эти датчики, как и акселерометры, подразделяются на «зарядовые» и со встроенной электроникой. Первые на выходе выдают заряд, пропорциональный действующей на датчик вибросиле. Вторые – напряжение, пропорциональное той же вибросиле.

Первые должны работать в паре с предусилителем со сверхвысоким входным сопротивлением (обычно от 1 до 20 Гом) и малой входной ёмкостью (порядка первого десятка пФ). Кроме того для такого типа датчика весьма существенную роль играет ёмкость соединительного кабеля (типовая не более 200-300 пФ). Чем меньше эта ёмкость, тем выше реальная чувствительность датчика (первичного преобразователя).

Вторые такой усилитель (точнее – преобразователь сопротивлений) имеют встроенный, поэтому работают в паре с предусилителями с невысоким входным сопротивлением (обычно порядка первых сотен кОм), но обладающих возможностью подачи в датчик электропитания (обычно соответствует стандарту ICP).

То есть перечисленные особенности полностью совпадают с такими же параметрами типовых акселерометров. Однако надо учитывать, что собственная ёмкость датчиков силы значительно ниже, чем собственная ёмкость зарядовых акселерометров (не менее, чем в 100 раз). Это накладывает значительно более жёсткие требования к точности определения всех ёмкостей, входящих в канал измерения (до, собственно, усилителя), поскольку влияние любой погрешности в определении этих ёмкостей при расчёте реальной чувствительности преобразователя значительно выше.

Итак, для зарядового датчика силы в качестве предусилителя совершенно спокойно можно применять типовой микрофонный предусилитель для конденсаторного микрофонного капсюля. Единственная особенность – необходимо отсечь от датчика силы поляризующее напряжение, которое формируется такими предусилителями. Это осуществляется с помощью устройства, именуемого «адаптером прямого входа» или «эквивалентом микрофона». В любом случае это коаксиальная конструкция, содержащая калиброванную последовательную ёмкость (обычно 18 пФ) и имеющая с одной стороны типовую «микрофонную» резьбу, а с другой, чаще всего, BNC разъём. Это и старенький К65 производства ГДР, и AD005 L&D и множество иных моделей, прекрасно сочетающихся с обычными микрофонными предусилителями типоразмера ½’.

Схема измерения выглядит так, как это иллюстрировано рисунком 1.

Теперь обратимся к механике. Итак, испытуемый вибровозбудитель воздействует через датчик силы на некую инертную массу. То есть, чтобы вся вибросила прикладывалась именно к измерительному первичному преобразователя необходимо, чтобы значение инертной массы было много больше, чем масса испытуемого вибровозбудителя (подразумевается именно его колеблющаяся масса, а не общая масса, включая корпус и т. д.). С точки зрения механики эта «инертная масса» должна быть (в идеале) – абсолютно твёрдым телом. Тогда и только тогда сила будет измерена правильно. Правда, величину этой массы разработчики вибровозбудителей, как правило, не сообщают в документации. Поэтому считают относительно общей массы вибровозбудителя. «много больше – это не менее, чем в 25÷30 раз. А это означает, что при массе вибровозбудителя, например, до 0,02 кг (массе, а не весе!!!!) «инертная масса» должна быть не менее 0,5 кг (а не вес!!!). А для обеспечения необходимой жёсткости это должна быть сплошная металлическая болванка (плита, цилиндр). На противоположной от точки крепления датчиков стороне можно предусмотреть поглотитель виброколебаний. Но это особый разговор, требующий отдельного рассмотрения. Кроме того, весьма рекомендуется обеспечить хотя бы простейшую виброизоляцию этой инертной массы для снижения уровня вибропомех. Те, кому приходится заниматься виброизмерениями, хорошо знают, что зачастую все наши здания просто «пропитаны» вибрацией с частотой электросети и её гармониками.

Разобравшись с чисто механическими вопросами вернёмся к, собственно, измерениям. На выходе микрофонного предусилителя мы получим некое выходное напряжение, пропорциональное сгенерирнованному первичным преобразователем заряду и, следовательно, пропорциональное приложенной вибросиле. Чтобы получить измеренную величину в требуемых единицах, то есть в ньютонах (Н) нужно ещё немного поработать.

Самый просто способ заключается в том, что шумомер при помощи отдельного, «эталонного» источника переменного напряжения калибруется как вольтметр. После чего он будет выдавать значение напряжения на выходе предусилителя в дБ относительно, например, 1 мкВ. А измеренное напряжение несложно пересчитать, через калибровочный коэффициент (учитывающий паспортную чувствительность датчика и ёмкость входных цепей), в значение вибросилы. Разумеется, вся эта процедура должна выполняться особо тщательно, поскольку все возникшие погрешности (неопределённости) переходят в погрешности итоговых результатов.

Калибровка шумомера как вольтметра вообще-то операция широко применяемая и во многом рутинная. Но уж коли мы заговорили об этом впервые, то рассмотрим её чуть подробнее.

Схема калибровки приведена на рисунке 2.

В общем-то какой из вариантов создания эталонного напряжения Вы выберете, генератор с достаточно точной установкой выходного сигнала или упрощённый генератор с достаточно точным вольтметром для контроля выходного напряжения – неважно. Важно, что именно погрешность установки этого напряжения определит основную погрешность калибровки в целом. Очень рекомендуется обеспечить погрешность не хуже ±1÷2%. Современные генераторы НЧ с программируемым выходным сигналом вполне это обеспечивают.

Устанавливают выходное напряжение генератора, например, 100 мВ, что должно в дБ относительно 1 мкВ составляет 100 дБ и калибруем шумомер на это значение. В соответствии с процедурой калибровки, изложенной в руководстве пользователя любого шумомера. После этого шумомер (вольтметр) готов к измерениям. Нелишне напомнить, что в соответствии с метрологическими нормами, такую калибровку необходимо проводить «до» и «после» основных измерений. И результаты калибровки должны совпасть с погрешностью, не более половины основной погрешности шумомера (для шумомера 1 класса 0,6 дБ, следовательно, допустимое расхождение между калибровками не должно превышать ±0,3 дБ). У меня так получалось, укладывались в ±(0,1÷0,2) дБ.

Напоминать о том, что выходное сопротивление генератора НЧ должно быть много ниже входного сопротивления микрофонного предусилителя, на мой взгляд, уже не стоит. Это и так получается, само собой. Частота калибровочного сигнала выбирается произвольно в диапазоне 100÷4000 Гц (можно и выше, и ниже, но появляются дополнительные источники погрешностей).

Далее о коэффициенте пересчёта напряжения в вибросилу.

Паспортная чувствительность зарядовых датчиков силы указывается в пК/Н. Коэффициент должен связать (перевести) напряжение в силу. Для вычисления напряжения вспомним классическую школьную формулу (электричество, 8-й класс средней школы):

Q=C*U (1)

Отсюда следует, что:

U=Q/C (2)

C зарядом понятно, это именно тот заряд, который генерирует датчик, а вот о ёмкости чуть подробнее. Эквивалентная схема входной цепи приведена на рисунке 3.

Поскольку входное сопротивление предусилителя очень высоко, то ёмкость адаптера прямого входа (18 пФ) фактически не должна учитываться, её цепь разомкнута. То же самое можно сказать о входной ёмкости предусилителя, она включается последовательно с 18-ю пФ и, практически, не влияет. Следовательно, эквивалентная ёмкость состоит из суммы ёмкостей собственно датчика, соединительного кабеля и, при его наличии, ёмкости переходника 032UNF/BNC (С_раз). В моих экспериментах это было 28,8 пФ, 216 пФ и 5 пФ, итого 249,8 пФ (249,8*10^-12 Ф).

Чувствительность применённого экземпляра датчика силы типа АС-20 по паспорту составляет q=1,88 пК/Н (1,88•10^-12 К/Н). Тогда с учётом (2) получаем выражение для коэффициента пересчёта выходного напряжения в значение вибросилы:

F(Н)=Q/q=(C*U)/q=(249,8*10^-12 * U)/ 1,88*10^-12=132,872U (3)

где U — показания вольтметра в В. Размерность данного коэффициента должна быть в Н, что неизбежно следует из выражения (3). Выражение записано в предположении того, что коэффициент передачи микрофонного предусилителя равен «1» (0 дБ). Это наиболее распространённый вариант. Если же это не так, и предусилитель ещё и усиливает сигнал, то выражение принимает вид (при условии, что К_у задан в «разах):

F(Н)= (C*( U/ K_у))/q (4)

Выражение (3) можно записать и в относительных значениях (в дБ):

F(дБ относ. 1*10^-6 Н)=U+42,46869 (5)

где значение U в дБ относительно 1*10^-6 В.

Рассчитав пересчётный коэффициент для конкретного датчика можно откалибровать шумомер прямо в показаниях шкалы силы в дБ относительно 1*10^-6 Н. Для этого выполняем измерение (лучше несколько измерений, с разрывами во времени) одного и того же сигнала от вибровозбудителя (Внимание! Погрешность в стабильности этого сигнала полностью войдёт в погрешность калибровки и последующих измерений). Рассчитываем значения вибросилы, находим мат. ожидание этой величины. И именно на это значение перекалибровываем шумомер. Теперь он должен (только с данным первичным преобразователем!) давать прямые показания (в дБ относ. 1*10^-6 Н). Правда, в отсутствии источника постоянной вибросилы проводить требуемые калибровки «до» и после» измерений будет дольше и хлопотнее.

С датчиком силы стандарта ICP всё будет почти аналогично.

Из схемы измерений исключается «адаптер прямого входа», а при калибровке шумомера как вольтметра надо не забыть подумать о том, не повредит ли напряжение ICP питания, попав на выход генератора сигнала. Удобен для этой цели наш шумомер «Тритон», в нём это питание можно просто выключить в интерфейсе управления на время калибровки.

Расчётная формула тоже претерпевает изменение, поскольку чувствительность таких датчиков силы задаётся не в единицах заряда, а в единицах напряжения на выходе датчика «на ньютон». При этом выражение (3) видоизменяется:

F(Н)=U (В)/q (В/Н) (6)

Разумеется, необходимо учитывать корректное использование десятичных приставок к единицам (мВ, мкВ, мкН и т. д.).

Всё изложенное относилось к процессу хоть и косвенного, но измерения вибросилы. Так что же можно измерять акселерометром, которых у пользователей типа «пруд пруди»?

Снова вернёмся к физике. Точнее – к механике, ещё конкретнее – к формулировке первого закона великого Ньютона 😉 Вечное, как вселенная:

F=ma (7)

Для всего «вибрационного» это действует точно так же. То есть вычислить силу, зная ускорение совсем просто. Только надо знать массу! Вот это и есть основной постулат.

Измерения акселерометром (то есть измерять ускорение) выполнять можно, но пересчитать в вибросилу – только если измерения велись на вполне определённой массе.

И ещё одно условие! Кроме инертной массы на ускорение влиять не должно НИЧЕГО! То есть эта масса должна быть закреплена (подвешена) так, чтобы в ожидаемом направлении виброколебаний им ничто не мешало, не демпфировало, не вносило затуханий, которые невозможно учесть.

Обеспечить выполнение этого условия, в общем-то, несложно. Техника за время своего развития предложила множество подобных решений. Общий принцип заключается в том, что инертная масса закрепляется в некотором держателе, который жёстко её фиксирует в одном направлении и даёт полную свободу в перпендикулярном. Именно так построены механические эквиваленты нагрузки, которые разработаны у нас и применяются для таких (и многих других!) измерений. Один из наших образцов приведён на фото 1.

Как видно на фото подвес цилиндра массой более 0,5кг (точное значение есть, но это несущественно) обеспечивает одну степень свободы – вдоль оси цилиндра, жёстко фиксируя остальные две. Форма и масса выбираются не случайным образом. Крайне желательно, чтобы отражение виброколебаний внутри массы не приводило к интерференции волн (особенно при измерениях на «тональном» сигнале), которая может существенно повлиять на результат измерений в конкретной точке. Это уже отдельный вопрос, лежащий за пределами рассматриваемой темы.

Сама масса должна быть много больше массы вибровозбудителя. На сей раз из несколько иных соображений. В частности, чтобы правильно имитировать его режим работы. На самом деле само значение массы здесь не столь критично, как в первом варианте. Будет меньше масса – увеличится виброускорение (в разумных пределах, естественно).

Проверка степени затухания вибросигнала путём сравнения значений виброускорения на одном и на втором торцах цилиндра (равно как и смещение акселерометра от оси к краям цилиндра) дают девиацию (разброс) значений, меньшую, чем основная погрешность шумомера (менее ±0,3 дБ при основной погрешности ±0,6 дБ). Таким образом, можно утверждать, что затухания виброколебаний в массе пренебрежимо малы.

Подобные конструкции могут быть выполнены не только со «струнными», но и с пружинными подвесами, различной массы, имитирующие различные механические нагрузки и позволяющие решать различные измерительные задачи.

Итак, схема измерений традиционна и приведена на рисунке 4.

Она построена для зарядового акселерометра, но точно так же выглядит для ICP модели, исключая «эквивалент микрофона» («адаптер прямого входа») и включая соответствующую модель предусилителя. И, разумеется, измерительный канал должен калиброваться «до» и «после» измерений при помощи виброкалибратора, обеспечивающего воспроизводимое с высокой точностью постоянное (обычно 10 м/с²) виброускорение.

Измерив полученное виброускорение и зная массу механической нагрузки элементарно рассчитывается соответствующее значение вибросилы, прямо по формуле (7). Таким образом, требуемые сертифицируемые параметры вибровозбудителей вполне возможно измерить уже имеющимся у большинства испытательных лабораторий набором средств измерений. Такое же косвенное измерение. С немного бóльшим количеством источников погрешностей (неопределённости измерений) – в частности при нахождение значения инертной массы.

Напомним ещё, что практически всегда мы измеряем (взвешиваем на весах) не массу, а вес, а массу нужно бы находить всё по той же формуле через ускорение свободного падения:

P=mg; сл-но m(кг)= P/g = P(м×кг/с²)/9,807(м/с²) (8)

Но это ещё не всё, вспоминаем, что все наши весы показывают (оцифрованы шкалы и/или цифровые индикаторы) вес не в ньютонах, а, традиционно, в «килограммах силы, кГ», то есть в единицах, в 9,807 раз больших («наследие» системы СГС, точнее её ответвлений). А это означает, что чтобы получить значение веса в ньютонах, показания весов ещё надо умножить на 9,807, таким образом, ускорение свободного падения у нас оказывается и в числителе, и в знаменателе выражения. И окончательный вывод – показания весов, шкала которых оцифрована в единицах «кг силы» (традиционно!), численно равны значению инерциальной массы взвешиваемого тела в «кг массы»! Всё просто, когда разберёшься 😉

Вот иллюстрация достаточно простого эксперимента. На одной и той же инертной массе выполнены измерения вибросилы датчиком силы (именно так, как описано выше), затем с теми же параметрами сигнала выполнены измерения виброускорения акселерометром. Точнее, все измерения выполнялись одновременно двумя первичными преобразователями и двумя шумомерами (по разному откалиброванными). Вибросила измерялась уже упомянутым АС-20, ускорение акселерометром PCB 532B. Шумомеры L&D тип 824 и «Тритон». Тестовый вибросигнал – синусоидальный (исключительно для упрощения измерений, можно было и на шумовом). Результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1 – результаты измерений

Приведённые данные по расхождению результатов ни в коей мере не характеризуют (в связи с явно недостаточной статистикой) погрешности того или иного метода. Но, тем не менее, даже в достаточно примитивных условиях измерений, сходимость результатов обоими методами весьма высокая (для наших задач). Что, собственно, и требовалось доказать 😉

Измерение и анализ вибрации — SPM Instrument

Анализ временного сигнала

Временной сигнал является инструментом оценки и вычисления частот соударений, происходящих в машине. Временной сигнал — это электрический сигнал, генерируемый датчиком и отражающий все механические процессы происходящие в машине. Он показывает время между соударениями и тем, сколько энергии они содержат. Анализ так же дает возможность выявить различные дефекты, возникающими с такой же периодичностью в спектре БПФ. 

Параметры состояния 

Параметры состояния измеряются для выбранного частотного диапазона. Они показаны в таблицах результатов измерений и в качестве диаграмм, могут быть активированы индивидуально. Возможные параметры состояния:

Пиковые и величины размаха показаны в единице, выбранной для временного сигнала.

Спектральный анализ с симптомами

Для упрощения поиска неисправности в спектре, EVAM предоставляет готовый список симптомов дефектов. Они являются основой для выделения теоретических линий дефектов в спектре и показывают сумму линий СКЗ, как параметры симптомов дефектов (которые можно оценить и спрогнозировать). Большинство симптомов автоматически настроены, используя скорость вращения как переменную, для некоторых требуются исходные данные, например, количество лопастей на роторе. После настройки точек измерения  в меню Сondmaster выбираются подходящие симптомы и группы симптомов.

Специальные коды состояния машины

Пользователь может сам задать уставки тревог по любым активным симптомам дефектов в программном обеспечении Condmaster и, таким образом, обеспечить автоматическое представление состояния оборудования в цветовом коде по системе светофора “зеленый, желтый, красный ” на основании качественной и количественной оценки неисправностей по результатам спектрального анализа вибросигнала.

Фазовое измерение

Фазой является временнАя задержка, выраженная через угол вращения. Мы высчитываем  временную задержку между передачей импульса тахометра и пиком целевого частотного компонента вибрационного датчика в скорости вращения. Получившаяся величина является относительным углом, так как нет компенсации сдвига фазы в датчики или в электрических цепях.

Измерение общей вибрации: Оценка уровней вибрации

Под вибрацией понимают механические колебания твердых тел. Колебания, передающиеся телу человека, при превышении допустимых уровней могут оказывать раздражающее или неблагоприятное действие на организм человека. Вибрация малых уровней, наиболее часто встречающаяся в жилых помещениях, вызывает отрицательные психологические реакции у жителей и при продолжительном воздействии приводит к развитию невротических и неврозоподобных реакций.

Самый простой вид вибрации — это колебание или повторяющееся движение объекта около положения равновесия. Этот тип вибрации называется общей вибрацией.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на:

• общую, передающуюся через опорные поверхности на тело стоящего, сидящего или лежащего человека;
• локальную, передающуюся через руки человека.

Для жилых зданий преимущественное распространение имеют общие вибрационные помехи, ухудшающие условия отдыха человека и эффективность умственного труда.

По направлению действия вибрацию подразделяют на вертикальную и горизонтальную. Вибрацию, передаваемую телу человека, следует измерять в принятых направлениях ортогональной системы координат, имеющей своим началом сердце человека:

• по оси Z — вертикальная ось, от ног к голове;
• по оси X — горизонтальная ось, от спины к груди;
• по оси Y- горизонтальная ось, от правого плеча к левому.

Источники, определяющие возникновение общей вибрации в жилых помещениях:

внешние:

• городской рельсовый транспорт (трассы мелкого заложения и открытые линии метрополитена, трамвай, железнодорожный транспорт) и автотранспорт;
• промышленные предприятия и передвижные промышленные установки (при эксплуатации гидравлических и механических прессов, строгальных, вырубных и др. металлообрабатывающих механизмов, поршневых компрессоров, бетономешалок, дробилок, строительных машин (дизель-молоты и др.).

внутридомовые:

• инженерно-техническое оборудование зданий (лифты, вентиляционные системы, насосные), а также встроенные предприятия торговли (холодильное оборудование), предприятия коммунально-бытового обслуживания, котельные и т.д.

Проводим измерения вибрации (общая, локальная, корректированный и эквивалентный уровень виброускорения в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 0,5-15000 Гц) на объектах: жилые, общественные и производственные здания и сооружений, селитебная территория, производственная (рабочая) среда в диапазоне от 56 до 194 дБ.

Лаборатория работает строго согласно методикам испытаний и имеет полное техническое оснащение для проведения измерений. Средства измерения соответствуют требованиям ГОСТ ИСО 8041.
Результатом работ является протокол испытаний установленной формы, в котором отражена вся необходимая и доступная информация для правильной обработки результатов.

Рассчитать стоимость

Измерение уровня вибрации — РОСЭЛЕКТРО

Измерение вибрации

Виброметр представляет собой измерительный прибор, который используется для контроля и измерения уровня вибрации. Благодаря компактности и высокой эффективности, виброметры серии АССИСТЕНТ получили широкое распространение в различных областях.

С помощью виброметра можно измерять: общий уровень вибрации, вибрацию различных узлов и механизмов (скорость, ускорение, смещение) и пр.

Данный прибор может применяться для контроля:

• состояния шестерён и подшипников;
• биения турбин;
• вибрации лопаток газовых турбин;
• вибрации установок, предназначенных для выращивания кристаллов.

Все измерители вибрации, представленные на нашем сайте, сертифицированы Госстандартом РФ и внесены в Государственный реестр средств измерений. Виброметры серии АССИСТЕНТ обеспечивают измерение всех параметров общей и локальной вибрации, одновременно измеряются корректированные уровни вибрации с усреднением 1, 5 или 10 с и эквивалентные корректированные уровни. Виброметр измеряет все корректированные уровни виброускорения, предусмотренные как новыми стандартами, так и действующими санитарными нормами. Для всех величин определяются максимальные и минимальные значения. Вместе с измерением корректированных уровней виброметр измеряет уровни вибрации в октавных и третьоктавных полосах частот.

Оптимальное сочетание чувствительности акселерометра и диапазона линейности входных цепей измерительного блока виброметра серии АССИСТЕНТ позволяет:

• измерять вибрацию от минимальных уровней в жилых помещениях в ночное время до максимальных ПДУ, нормируемых для производственной вибрации, одним акселерометром;
• одновременно измерять все параметры общей и локальной вибрации в одном измерении;

Виброметр серии АССИСТЕНТ позволяет провести санитарную оценку любого типа вибрации в полном соответствие с требованиями нормативных документов. С нормативной документацией можно ознакомиться в разделе библиотеки — «Виброакустика».

Если Вы хотите купить виброметр, рекомендуем Вас ознакомиться с таблицей выбора прибора АССИСТЕНТ. Цена виброметра значительно ниже, чем у продукции соответствующего качества, представленной на современном рынке. Мы стараемся поддерживать лучшее соотношение цена/качество. Измеритель вибрации имеет различные варианты комплектации под любой набор задач и всегда может быть дооснащен до последней версии.

Наши виброметры соответствуют требованиям к метрологическим характеристикам приборов для СОУТ, а также обеспечены двухлетней гарантией и технической поддержкой изготовителя на весь срок службы.

Виброметры серии АССИСТЕНТ поставляются только с полным комплектом аппаратных и программных средств для выполнения измерений, хранения, обработки и оформления результатов. Подробнее вы можете узнать в разделе — «Assistant Tools».

Поверка виброметров:

Обращаем Ваше внимание, что ООО «НТМ-Защита» аккредитована на поверку приборов для измерения вибрации ШИ-01 и АССИСТЕНТ всех модификаций. Подробнее в разделе «Сервисный центр».

Измерения уровня вибрации и шума в Санкт-Петербурге, цены на услуги

Вибрация бывает двух видов:

• Общая
• Локальная вибрация

И каждую из них необходимо измерять на производстве, строительстве и введению в эксплуатацию новых жилых и производственных помещений. Также измерять вибрацию приходится в нескольких случаях.

В таком случае весь объем исследований по замерам должен быть установлен по согласованию с Роспотребнадзором, его территориальными органами. Измерение уровня вибрации обычно проводится по одной фоновой точке, которая может быть расположена на фундаменте или на какой-то другой заасфальтированной поверхности, также производится измерение уровня шума.

При вводе в эксплуатацию жилого дома все зависит от его этажности. Если этажей в доме не более шести, то измерение уровня вибрации и измерение уровня шума должно быть произведено на последнем и первом этаже. На первом этаже она измеряется в жилых комнатах квартир, которые расположены на водомерными и тепловыми узлами, а на последнем этаже это квартиры, чьи жилые комнаты расположены ближе всех к лифтовым шахтам, причем лифт при замере должен непрерывно двигаться, останавливаясь на каждом этаже.

При высоте дома выше шести этажей правила замера вибрации такие же, но только добавляются измерения на этажах, которые расположены посередине. Также измеряется уровень шума и вибрации от различных прилегающих к дому трансформаторных подстанций, а при наличии подземной парковки в доме производится и замер и в тех квартирах, которые расположены в непосредственной близости от вентиляционных шахт, которыми оборудованы данные парковки.

В вышеуказанных случаях измеряется только общая вибрация, а при вводе в эксплуатацию предприятия замеру подлежит и локальная. Общая вибрация должна быть измерена во всех производственных помещениях, а также на платформах вокзалов или метро, стройплощадках, кабинах железнодорожного и автомобильного транспорта.

Источниками вибрации могут являться работа различных двигателей холодильного оборудования, компрессорных установок, трансформаторов, силовых машин, проезд специальной техники, автомобильного и железнодорожного транспорта. Также производится замеры в помещениях судов морского и речного флота, на прогулочных катерах, в салонах вертолетов и самолетов, в местах, где установлено высокоточное производственное, вычислительное и научное оборудование.

Локальная же вибрация должна быть измерена на рукоятках ручного инструмента, в креслах оператора, на сиденьях водителей автотранспорта. Измерение уровня шума производится там же, где и производилось измерение уровня вибрации. К тому же уровень шума измеряется на конторском оборудовании, офисной и бытовой техники, станках, технологическом оборудовании и других электроприборах.

• Производственный контроль

Все измерения локальной и общей вибрации осуществляются на рабочих местах исследуемого предприятия по плану производственного контроля. Количество рабочих мест, их кратность, где проводятся замеры вибрации, должны быть указаны в ППК и зависят от характера работ, выполняемых на предприятии.

Причем замеры должны производится ежегодно на каждом рабочем месте, а на примыкающей к предприятию территории они производятся ежеквартально.

Также предоставляем услуги составления программы производственного контроля на предприятиях Санкт-Петербурга и области.

Более подробную информацию по заказу измерения уровня вибрации от нашей компании Вы можете получить по телефону: +7 (812) 986-07-82.

Измерение вибрации: полное руководство

СОДЕРЖАНИЕ

1. Что такое вибрация?
2. Откуда возникает вибрация?
3. Количественная оценка уровня вибрации
4. Параметры вибрации: ускорение, скорость и смещение

ПОЛУЧИТЕ ПОЛНОЕ РУКОВОДСТВО
ИЗМЕРЕНИЕ ВИБРАЦИИ
BRÜEL & KJR

СКАЧАТЬ

Говорят, что тело вибрирует, когда оно описывает колебательное движение относительно исходного положения. Количество раз, когда полный цикл движения происходит в течение секунды, называется частотой и измеряется в герцах (Гц).

Движение может состоять из одного компонента, происходящего с одной частотой, как в случае камертона, или из нескольких компонентов, возникающих одновременно с разными частотами, например, с движением поршня двигателя внутреннего сгорания.

На практике вибрационные сигналы обычно состоят из очень многих частот, возникающих одновременно, поэтому мы не можем сразу увидеть, просто взглянув на амплитудно-временную диаграмму, сколько компонентов и на каких частотах они возникают.

Эти компоненты можно выявить, построив график зависимости амплитуды вибрации от частоты. Разбивка сигналов вибрации на отдельные частотные составляющие называется частотным анализом, метод, который можно считать краеугольным камнем диагностических измерений вибрации. График, показывающий уровень вибрации как функцию частоты, называется частотной спектрограммой.

При частотном анализе вибраций машины мы обычно находим несколько заметных периодических частотных составляющих, которые напрямую связаны с основными движениями различных частей машины. Таким образом, с помощью частотного анализа мы можем отследить источник нежелательной вибрации.

На практике избежать вибрации очень сложно. Обычно это происходит из-за динамических эффектов производственных допусков, зазоров, контакта качения и трения между деталями машины и дисбаланса сил во вращающихся и совершающих возвратно-поступательное движение элементах. Часто небольшие незначительные колебания могут возбуждать резонансные частоты некоторых других частей конструкции и усиливаться до основных источников вибрации и шума.

ПОДРОБНЕЕ ИЗМЕРЕНИЕ ВИБРАЦИИ

Однако иногда механическая вибрация помогает. Например, мы намеренно создаем вибрацию в питателях компонентов, уплотнителях бетона, ваннах для ультразвуковой очистки, перфораторах и сваях. Машины для испытаний на вибрацию широко используются для передачи контролируемого уровня энергии вибрации изделиям и узлам, где требуется изучить их физическую или функциональную реакцию и убедиться в их устойчивости к вибрации окружающей среды.

Основным требованием во всех работах с вибрацией, будь то конструкция машин, использующих ее энергию, или создание и обслуживание бесперебойно работающих механических изделий, является способность получить точное описание вибрации путем измерения и анализа.

Амплитуда вибрации, которая является характеристикой, описывающей интенсивность вибрации, может быть определена количественно несколькими способами. На диаграмме показана взаимосвязь между размахом сигнала, максимальным уровнем, средним уровнем и среднеквадратичным уровнем синусоиды.

Значение размаха важно тем, что оно указывает на максимальный ход волны, полезную величину там, где, например, вибрационное смещение детали машины имеет решающее значение для соображений максимального напряжения или механического зазора.

Пиковое значение особенно ценно для указания уровня кратковременных шоков и т. Д. Но, как видно из рисунка, пиковые значения указывают только на то, какой максимальный уровень произошел, временная история волны не учитывается.

Выпрямленное среднее значение, с другой стороны, учитывает временную историю волны, но считается имеющим ограниченный практический интерес, поскольку не имеет прямого отношения к какой-либо полезной физической величине.

Среднеквадратичное значение является наиболее подходящей мерой амплитуды, потому что оно учитывает временную историю волны и дает значение амплитуды, которое напрямую связано с содержанием энергии и, следовательно, разрушительной способностью вибрации.

Единицы измерения

Когда мы смотрели на вибрирующий камертон, мы рассматривали амплитуду волны как физическое смещение концов вилки в обе стороны от положения покоя. Помимо смещения, мы также можем описать движение ножки вилки с точки зрения ее скорости и ускорения. Форма и период вибрации остаются неизменными независимо от того, рассматривается ли это смещение, скорость или ускорение. Основное отличие состоит в том, что между кривыми амплитуды и времени трех параметров, как показано на чертеже, существует разность фаз.

Для синусоидальных сигналов амплитуды смещения, скорости и ускорения математически связаны функцией частоты и времени, это показано графически на диаграмме. Если пренебречь фазой, как это всегда бывает при проведении измерений среднего времени, то уровень скорости можно получить, разделив сигнал ускорения на коэффициент, пропорциональный частоте, а смещение можно получить, разделив сигнал ускорения на коэффициент пропорционален квадрату частоты.Это деление выполняется в цифровом виде в измерительных приборах.

Параметры вибрации почти всегда измеряются в метрических единицах в соответствии с требованиями ISO, они показаны в таблице. Тем не менее, гравитационная постоянная «g» или, может быть, более правильно «g _n » все еще широко используется для уровней ускорения, хотя и находится за пределами системы когерентных единиц ISO. К счастью, коэффициент почти 10 (9,80665) связывает [MOP1] две единицы, так что мысленное преобразование в пределах 2% — это просто.

Выбор параметров ускорения, скорости или смещения

Обнаруживая виброускорение, мы не привязаны только к этому параметру. Мы можем преобразовать сигнал ускорения в скорость и смещение. Большинство современных виброметров оборудованы для измерения всех трех параметров.

Если выполняется одно измерение вибрации в широком диапазоне частот, выбор параметра важен, если сигнал имеет компоненты на многих частотах. Измерение смещения придает наибольший вес низкочастотным компонентам, и, наоборот, измерения ускорения будут взвешивать уровень по отношению к высокочастотным компонентам.

Опыт показал, что общее среднеквадратичное значение скорости вибрации, измеренное в диапазоне от 10 до 1000 Гц, дает наилучшее представление о степени вибрации вращающихся машин. Вероятное объяснение состоит в том, что данный уровень скорости соответствует данному уровню энергии; вибрация на низких и высоких частотах одинаково взвешена с точки зрения энергии вибрации. На практике многие машины имеют достаточно плоский спектр скоростей.

При выполнении узкополосного частотного анализа выбор параметра будет отражаться только в том, как анализ будет наклонен на дисплее или на печати (как показано на средней диаграмме на противоположной странице).Это приводит нас к практическим соображениям, которые могут повлиять на выбор параметра. Целесообразно выбрать параметр, который дает наиболее ровный частотный спектр, чтобы наилучшим образом использовать динамический диапазон (разницу между наименьшим и наибольшим значениями, которые могут быть измерены) прибора. По этой причине параметр скорости или ускорения обычно выбирается для целей частотного анализа.

Поскольку измерения ускорения взвешиваются по отношению к высокочастотным компонентам вибрации, эти параметры, как правило, используются там, где интересующий частотный диапазон охватывает высокие частоты.

Природа механических систем такова, что заметные смещения происходят только на низких частотах; поэтому измерения смещения имеют ограниченную ценность в общем исследовании механической вибрации. Там, где рассматриваются небольшие зазоры между элементами машины, важно учитывать вибрационное смещение. Смещение часто используется как индикатор дисбаланса вращающихся частей машины, потому что относительно большие смещения обычно происходят на частоте вращения вала, которая также представляет наибольший интерес для целей балансировки.

Все о системах измерения вибрации

1. Терминология по вибрации

Вибрация означает состояние объекта, периодически перемещающегося назад / вперед, вправо / влево или вверх / вниз, и обычно выражается посредством частоты, смещения, скорости и ускорения. Эти 4 элемента обычно обозначаются как F, Ｄ, Ｖ, Ａ. Это проиллюстрировано просто как пружина и масса. Когда груз опускается из исходного положения и отпускается, он перемещается так же, как форма волны вибрации, показанная на графике справа.

2. Функции измерения

Это средства выражения вибрации в абсолютном значении на основе форм сигналов, измеренных в режимах, показанных выше.

• 1. PEAK (Пиковая амплитуда)

  Пиковое значение за определенный период времени.
  Он используется для измерения ударов или волн, которые довольно стабильны

  Рис ： Пиковое значение

• 2.среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение)

  Среднеквадратичное значение мгновенных значений за определенный промежуток времени. Это относится к силе волны. Среднеквадратичное значение скорости является одним из важных факторов для диагностики состояния оборудования.

  Рис. Среднеквадратичное значение

• 3. C ・ F (пик-фактор ・ пик-фактор)

  Отношение пиковых значений к среднеквадратичному значению
  Он используется для определения износа подшипников путем относительного сравнения.
  C ・ F ＝ PEAK / rms

• 4. EQP (эквивалентное пиковое значение)

  Это синусоидальный пик, принимаемый среднеквадратичным значением.
  Для синусоиды справедливо соотношение rms × √2 = PEAK. Для системы мониторинга вибрации существует случай, когда EPQ контролируется вместо пикового значения, чтобы избежать срабатывания ошибочного сигнала тревоги при любом случайном сигнале.

3.Типы вибрации

Вибрация может быть разделена на три типа на основе человеческого восприятия; «медленное движение и видимое», «невидимое, но ощутимое при прикосновении» и «неощутимое при прикосновении, но слышимое как ненормальный шум».

4. Что такое БПФ (быстрое преобразование Фурье)?

FFT — это один из методов анализа, основанный на форме волны вибрации. Как правило, формы сигналов сложны и трудны для анализа. В БПФ мы разбиваем сигналы на серию дискретных синусоидальных волн (левая диаграмма) и оцениваем каждую по отдельности.(правый график)

5. Использование анализа спектра БПФ для анализа вибрации

Когда машина работает ненормально, например, из-за дисбаланса или повреждения подшипников, она будет производить различные вибрации, которые можно обнаружить с помощью БПФ.

6. Выбор точек измерения

Некоторые моменты, которые следует учитывать при выборе позиций статуса мониторинга.

1. （1） Удобство доступа
2. （2） Минимальное воздействие от внешних условий
3. （3） Максимальная чувствительность к ненормальным условиям
4. （4） Минимальное затухание или потеря сигнала из-за отклонения от нормы
5. （5） Надежность измерения

• Точка измерения опорной стойки

• Точка измерения встроенного подшипника

• Точка измерения малогабаритного электрооборудования

• Точка замера поршневого двигателя

• Измерительная точка вертикального станка

• Место измерения консольного насоса

Ссылка ： Диагностика мониторинга состояния машин ISO (категория вибрации)
выдан Ассоциацией исследования вибрации (Шиндо Гидзюту Кенкюкай)

7.

Способ крепления пикапа

Неправильное присоединение датчиков может привести к разбросу данных или неточным измерениям. Обратите внимание на следующие моменты.

1. 1. Разместите или надежно прикрепите
2. 2. Обеспечьте плотное прилегание всей монтажной поверхности
3. 3. Выровняйте по вертикали или горизонтали относительно
   .
   ось объекта

Имейте в виду, что установка датчиков вибрации может отличаться в зависимости от диапазона измерения.
Неправильно прикрепленные датчики или акселерометры могут привести к нестабильным измерениям и неверным данным.
Обычно измерение составляет 1/3 резонансной частоты.

8. Метод измерения

Существует два типа методов измерения вибрации: «Постоянная онлайн-система мониторинга вибрации» и «Портативная автономная система мониторинга».
Любой из них обычно выбирается в зависимости от степени важности оборудования.

• Машины, которые:

  • — важно
  • — работает постоянно
  • — недоступен
  • — быстро портится

• Машины, которые:

  • — минимальное воздействие от
    поломка
  • — легко измерить
  • — медленно портится

Измерение вибрации — обзор

15.

1 Введение

При описании производительности вентилятора заказчик обычно указывает объемный расход, давление вентилятора и даже уровень шума. Они соответствуют требованиям поставщика, касающимся размера и модели вентилятора, скорости вращения вентилятора и требований к двигателю.

Так же, как шум вентилятора был добавлен в спецификации за последние 20 лет, вибрация теперь признана важным параметром. Он показывает, насколько хорошо был разработан и изготовлен вентилятор, а также может обеспечить предварительное предупреждение о возможных проблемах в работе.Результаты измерений могут быть полезны при определении адекватности бетонных фундаментов или необходимой жесткости опорных конструкций.

Становится очевидным, что эта глава логически следует из главы 14. Шум можно рассматривать как передачу волн давления через жидкость, обычно через воздух (и реже через какой-то другой газ) на пути к человеку (или какому-то другому). другое животное) ухо. Однако он может передаваться через жидкость, например воду, и это используется при обнаружении подводных лодок и для связи между китами и другими морскими млекопитающими. В этой прогрессии вибрацию можно рассматривать как аналогичное явление, но передающееся через твердое тело.

Измерения вибрации могут потребоваться по ряду причин, из которых следующие являются лишь примерами:

•

оценки проектирования / разработки

•

испытания на месте

•

as исходная информация для программ мониторинга состояния

•

для информирования проектировщиков фундаментов, несущих конструкций, систем воздуховодов и т. д., остаточной вибрации, которая будет передана в их часть системы

•

в качестве оценки качества на этапе окончательной проверки.

15.1.1 Идентификация

Возможно, самой важной причиной вибрации является дисбаланс. Сделана ссылка на соответствующие стандарты и рекомендации относительно приемлемого сорта. Дисбаланс вентилятора проявляется в виде периодической вибрации, характеризующейся синусоидальной волной. Так называемое простое гармоническое движение.

С помощью необходимых инструментов можно непосредственно измерить три свойства:

•

смещение,

•

скорость,

•

ускорение.

Обсуждается важность каждого из них и показана взаимосвязь между ними. Ключом к определению причины вибрации являются ее частота и скорость — НЕ обязательно ее амплитуда, за исключением значений ниже 10 Гц.Поэтому важно получить сигнатуру вибрации, и ее анализ приведет к выявлению возможных источников неисправности. Обсуждаются дисбаланс, несоосность, эксцентриситет, люфт, аэродинамические силы, проблемы подшипников и электродвигателя, и определяются проблемные частоты. Особое внимание уделяется дефектам подшипников, вводятся понятия ударного импульса, энергии выброса и коэффициента эксцесса, а также описываются измерители для их измерения.

15.1.2 История

С самых первых лет производства вентиляторов проблемы вибрации и ее уменьшения или изоляции подарили инженерам много (?) Счастливых (?) Часов прослушивания и анализа. Отсутствие вибрации стало считаться признаком здоровья поклонника. Возможно, поэтому старожилы использовали стетоскоп, чтобы услышать странный грохот подшипников!

За последнее десятилетие или около того появилась совершенно новая наука для точного измерения и определения причин вибрации в наших современных высоконагруженных высокоскоростных вентиляторах.Используя преобразователи для преобразования колебаний в электрические сигналы, их можно усиливать, интегрировать, фильтровать и измерять.

15.1.3 Источники вибрации

Практически невозможно избежать любой вибрации, поскольку она возникает из-за динамических эффектов дисбаланса, перекоса, зазоров, трения или качения контактов, дополнительных эффектов допусков и т. Д. вибрации от этих источников могут быть небольшими, но вызывают резонансные частоты неподвижных частей, таких как кожухи или опоры подшипников.Если вентилятор приводится в действие непосредственно электродвигателем, также будут существовать электромагнитные помехи, вызывающие дополнительные вибрации.

15.1.4 Определения вибрации

Вибрация может быть определена как периодическое движение в попеременно противоположных направлениях относительно исходного положения равновесия. Число полных циклов движения, которые происходят в единицу времени, называется частотой. Эта частота также может быть измерена в циклах в минуту, что полезно для прямого сравнения с оборотами вентилятора в минуту.В последние годы, однако, все большее распространение получила единица СИ, и теперь частота обычно выражается в герцах (Гц), эквивалентных циклам в секунду.

Движение может состоять из одной частоты, как с камертоном. Однако с вентилятором, вероятно, будет происходить несколько движений одновременно на разных частотах. Эти различные движения можно идентифицировать с помощью частотного анализа или построения графика зависимости уровня вибрации от частоты.

15.1.5 Параметры измерения вибрации

Существует три свойства вибрирующего элемента, которые можно измерить. Каждый имеет ценность и может быть записан в соответствии с приложением:

a)

Перемещение или размер перемещения важны там, где необходимо поддерживать рабочие зазоры для эффективной работы или когда контакт между неподвижным и неподвижным вращающиеся поверхности могут иметь место. Наибольшее внимание уделяется низкочастотным компонентам.

b)

Скорость , которая прямо пропорциональна заданному уровню энергии, и поэтому низкие и высокие частоты имеют одинаковый вес.По опыту, тревожное воздействие на людей и другое оборудование связано со скоростью.

c)

Ускорение , которое является мерой сил и напряжений, возникающих внутри вентилятора и двигателя или между ними и фундаментом. Ориентирован на более высокие частоты и поэтому должен использоваться там, где такие компоненты существуют.

Reliabilityweb Как измеряется вибрация?

В этом разделе мы ответим на эти вопросы. После прочтения этого раздела вы сможете:

• Узнавать, какие машины следует контролировать

• Понимать, как должны быть установлены датчики вибрации

• Определить, как следует устанавливать параметры измерения

• Проводить измерения в систематическом way

Какие машины нуждаются в мониторинге?

При принятии решения о том, какие машины следует отслеживать, критическим машинам следует отдавать приоритет перед другими машинами.Это почти то же самое, что наблюдение за здоровьем людей. Неуместно внимательно следить за здоровьем совершенно здоровых людей, а затем отказываться от наблюдения за теми, кто действительно в этом нуждается. То же самое и при мониторинге состояния машин.

Как правило, необходимо регулярно контролировать следующие критические типы машин, чтобы избежать непредвиденных и дорогостоящих проблем:

(a) Машины, требующие дорогостоящего, длительного или сложного ремонта в случае выхода из строя

(b) Машины, которые имеют решающее значение для производственной или общей деятельности предприятия

(c) Машины, которые, как известно, часто получают повреждения

(d) Машины, надежность которых оценивается

(e) Машины, влияющие на безопасность человека или окружающей среды

Как работает прибор?

Перед измерением вибрации необходимо прикрепить датчик, который может определять поведение вибрации, к измеряемой машине. Доступны различные типы датчиков вибрации, но обычно используется акселерометр, поскольку он имеет преимущества перед другими датчиками. Акселерометр — это датчик, вырабатывающий электрический сигнал, пропорциональный ускорению колеблющегося компонента, к которому прикреплен акселерометр.

Что такое ускорение колеблющегося компонента? Это мера того, насколько быстро изменяется скорость компонента.

Сигнал ускорения, создаваемый акселерометром, передается на прибор, который, в свою очередь, преобразует сигнал в сигнал скорости.В зависимости от выбора пользователя сигнал может отображаться либо в виде волны скорости, либо в виде спектра скорости. Спектр скорости выводится из формы волны скорости посредством математического расчета, известного как быстрое преобразование Фурье или БПФ.

На схеме ниже очень упрощенно объясняется, как собираются данные о вибрации. Для получения дополнительной информации вы можете обратиться к другой литературе, например, к Справочному руководству по приборам vbSeries.

Как устанавливается акселерометр?

В большинстве машин используются поворотные механизмы.Двигатели, насосы, компрессоры, вентиляторы, ленточные конвейеры, редукторы — все это вращающиеся механизмы, которые часто используются в машинах.

Большинство вращающихся механизмов, в свою очередь, имеют подшипники, которые выдерживают вес вращающихся частей и несут силы, связанные с вращательным движением и вибрацией. Как правило, подшипники воспринимают большие усилия. Неудивительно, что подшипники часто являются местом повреждения и появления первых симптомов.

Таким образом, измерения вибрации обычно проводятся на подшипниках машин, а акселерометры устанавливаются на подшипниках или рядом с ними.

Поскольку выводы о состоянии машины — и, следовательно, о том, рискуют ли деньги и безопасность человека — зависят от точности измерений, мы должны быть очень осторожны при проведении измерений. Важно всегда помнить, что способ установки акселерометра во многом определяет точность измерений.

Как следует устанавливать акселерометры, чтобы измерения были точными, и как это сделать безопасно? Вот несколько рекомендаций:

(a) Установите как можно ближе к подшипнику

Представьте себе врача, который слушал ваше сердце через толстую одежду и поместил стетоскоп ближе к вашей почке, чем к вашему сердцу.Вы, вероятно, усомнились бы в его диагнозе, поскольку он основывал бы его на звуках, искаженных чрезмерным препятствием и шумом других органов.

При измерении вибрации мы всегда должны прикреплять акселерометр как можно ближе к подшипнику. В частности, мы должны прикрепить его как можно ближе к центральной линии подшипника, чтобы не улавливать искаженные сигналы.

(b) Убедитесь, что акселерометр надежно прикреплен.

Чтобы акселерометр мог определить истинное поведение вибрации, он должен совершать точно такое же колебательное движение, что и вибрирующий компонент.Следовательно, акселерометр должен быть надежно прикреплен к вибрирующему компоненту, чтобы он не раскачивался или не перемещался независимо от этого компонента. Свободно установленный акселерометр выдает сигналы, искаженные его собственными независимыми движениями, и поэтому выдает неверные сообщения.

Существуют различные способы монтажа, но установка с помощью магнита является наиболее популярной, поскольку она обеспечивает баланс между надежностью измерения и удобством для пользователя. Магнитное крепление, входящее в комплект Commtest vb, может быть очень надежно прикреплено ⁵ , позволяя пользователю измерять несколько машин с помощью одного и того же акселерометра с минимальными затратами времени на установку и отсоединение акселерометра.

Чтобы акселерометр был надежно закреплен, его необходимо прикрепить к ровной магнитной установочной поверхности. Магнитное крепление должно плотно прилегать к поверхности, при этом акселерометр должен располагаться в предписанной ориентации.

Чтобы поверхность была ровной, на ней не должно быть мусора, ржавчины и отслаивающейся краски.

Монтажная поверхность должна быть действительно магнитной (сплавы железа, никеля или кобальта). Магнитное крепление не должно, например, крепиться к алюминиевой поверхности из-за наличия железа под алюминиевой поверхностью.

Во избежание потери магнетизма магнитную опору нельзя ронять или нагревать. Также необходимо соблюдать осторожность, чтобы не повредить резьбу на акселерометре и магнитной опоре.

(c) Убедитесь, что акселерометр правильно ориентирован

В разных ситуациях акселерометр должен быть ориентирован по-разному. Например, для обнаружения параллельного смещения акселерометр обычно устанавливается в радиальном направлении подшипников, но для обнаружения углового смещения акселерометр необходимо устанавливать в осевом направлении.

Сигнал, создаваемый акселерометром, зависит от ориентации, в которой установлен акселерометр, поскольку амплитуда (величина) вибрации изменяется в разных направлениях.

(d) Установите один и тот же акселерометр в одном месте

Для конкретной точки измерения важно всегда монтировать акселерометр в одном и том же месте, чтобы свести к минимуму несоответствия измерений, которые могут привести к неправильным выводам. По возможности всегда используйте один и тот же акселерометр для конкретной точки измерения.

(e) Установите акселерометр на что-нибудь существенное.

Акселерометр нельзя устанавливать на очень гибкую часть машины, так как спектр будет искажаться из-за колебания гибкой части.

Акселерометр нельзя использовать на очень легких конструкциях, так как вес акселерометра и магнитного крепления исказит поведение конструкции при вибрации. Как правило, общий вес акселерометра и магнитной опоры должен составлять менее 10% от веса вибрирующей конструкции.

(f) Позаботьтесь об акселерометре

Если с акселерометром обращаться грубо, он может давать недостоверные сигналы. Из-за прочности магнитного крепления необходимо соблюдать осторожность при прикреплении акселерометра к монтажной поверхности. Этого можно добиться, подойдя к монтажной поверхности с магнитным креплением, наклоненным под углом. При снятии магнитного крепления нельзя использовать акселерометр в качестве рычага для размыкания контакта. Вместо этого следует крепко схватить магнитную опору, а затем наклонить ее в сторону, чтобы разорвать контакт.

Кабель акселерометра никогда не должен сильно перекручиваться, его следует закрепить таким образом, чтобы предотвратить его повреждение. Скрученные или свободно раскачивающиеся кабели могут исказить измеряемый спектр.

(g) Позаботьтесь о личной безопасности

Вы должны постоянно избегать опасностей. При измерении вибрации выделяются три вида опасности по вероятности или серьезности: травмы от движущихся частей, поражение электрическим током и повреждения, вызванные магнитом.

Во-первых, при установке акселерометра необходимо позаботиться о том, чтобы кабель не запутался в движущемся оборудовании. Хотя быстроразъемный соединитель сводит к минимуму эту опасность, на него не следует полагаться как на замену правильной установки.

Другие вещи, которые могут быть связаны с движущимися механизмами, включают свободную одежду, длинные волосы, кабели для передачи данных и ремни.

Во-вторых, ни в коем случае нельзя прикреплять акселерометр к какой-либо поверхности под высоким напряжением, так как это может вызвать поражение электрическим током.

В-третьих, ни в коем случае нельзя приближать магнитную опору к любым чувствительным к магниту объектам, таким как кардиостимуляторы, кредитные карты, дискеты, видеокассеты, кассеты и часы, так как эти предметы могут быть повреждены магнитными полями.

Существуют и другие возможные опасности. Перед использованием прибора или сопутствующих принадлежностей необходимо внимательно прочитать и понять Справочное руководство по приборам vbSeries.

Как настраиваются параметры?

Что такое параметры измерения?

Параметры измерения — это детали, которые определяют способ проведения измерения.Указывая параметры измерения, мы указываем, как данные должны быть собраны и обработаны, прежде чем они будут представлены нам. Перед измерением вибрации необходимо указать, какие параметры будут использоваться.

Параметры для измерения вибрации можно сравнить с деталями «что и как», которые врач должен указать перед проведением медицинского обследования.

Теперь посмотрим, как устанавливаются параметры измерения при измерении спектра. В оставшейся части этого раздела мы будем использовать инструмент Commtest vb в качестве примера инструмента мониторинга вибрации для наших обсуждений, поскольку это особенно простой инструмент в использовании.Например, значения параметров измерения по умолчанию (за исключением значения Fmax по умолчанию) подходят для выполнения большинства измерений вибрации, так что в большинстве ситуаций настройки параметров по умолчанию не требуются или не требуется. Эти параметры отображаются на экране «Установить параметры» прибора vb, где для параметра «домен» установлено значение «частота».

Какие из этих значений параметров измерения и что они означают? Параметры, используемые для измерения спектров вибрации, можно разделить на четыре класса; а именно, параметры, которые определяют:

(a) Как собираются данные
(b) Сколько и как быстро собираются данные
(c) Как данные обрабатываются
(d) Как данные отображаются

(a) Как Сбор данных

Параметрами, определяющими способ сбора данных, являются «Тип триггера» и параметры, перечисленные в разделе «Настройка датчика».

«Тип триггера» — это параметр, который сообщает прибору, как начать измерение. Если установлено значение «Free run», прибор будет выполнять измерения непрерывно. Если установлено значение «Single», будет выполняться только один цикл измерения. В большинстве случаев прибор можно установить в «Свободный режим».

Параметры в разделе «Настройка датчика» сообщают прибору, какой тип акселерометра используется для измерения. Если используется акселерометр типа ICP®, входящий в комплект vb, необходимо включить «Управляющий ток», а «Чувствительность» акселерометра должна соответствовать значению, указанному в карте контроля качества vb.«Время установления» — это время, необходимое акселерометру и прибору для установки перед точным выполнением измерений. Вы должны использовать значение «Время установления» по умолчанию (которое зависит от значения Fmax), чтобы обеспечить точность измерения.

(b) Сколько или как быстро собираются данные

Параметрами, которые определяют, сколько или как быстро собираются данные, являются параметры «Fmax», «Спектральные линии» и «Процент перекрытия».

В разделе 2 мы отметили, что чем выше Fmax, тем больше диапазон частот, в котором информация ⁶ может быть получена из спектра.

Таким образом, если значение Fmax высокое, данные отображаются до высоких частот вибрации. Чтобы получить информацию о высоких частотах вибрации, частота измерений — или частота дискретизации данных — также должна быть высокой. В результате, чем выше Fmax, тем быстрее будет измерение.

Чем больше спектральных линий имеет спектр, тем больше информации из него можно получить. Это означает, что чем больше спектральных линий, тем больше данных необходимо собрать для получения дополнительной информации, и, следовательно, тем больше времени займет измерение.

Какое значение Fmax следует использовать?

Чем выше рабочая скорость машины, тем выше будут ее частоты вибрации и тем выше должен быть Fmax, чтобы уловить поведение вибрации на этих высоких частотах.

Для вибрации, которая не связана с вращающимися пальцами, такими как зубья шестерен, лопасти вентилятора, лопатки насоса и подшипниковые элементы, значение Fmax, равное 10-кратной рабочей скорости, обычно достаточно для сбора всей важной информации.

Например, если рабочая скорость составляет 10 000 об / мин, то значение Fmax, равное 100 000 cpm (100 kcpm), скорее всего, будет достаточным.

Для вибрации, которая касается элементов с пальцами, таких как шестерни, вентиляторы, насосы и роликовые подшипники, значение Fmax, равное 3-кратному количеству пальцев, умноженному на рабочую скорость, обычно достаточно для сбора всей важной информации.

Например, для шестерни, приводимой в движение 12-зубчатой ​​шестерней, вращающейся со скоростью 10 000 об / мин, значение Fmax, равное 360 000 cpm (360 kcpm), скорее всего, будет достаточным.

Если требуемое значение Fmax очень велико, разрешение спектра будет низким, и информация, относящаяся к низким частотам вибрации, может быть потеряна. Может потребоваться выполнить некоторые измерения с низким Fmax в дополнение к измерению с высоким Fmax.

Сколько спектральных линий следует использовать?

В большинстве случаев достаточно разрешения 400 строк. Однако, если используется большое значение Fmax, линии будут растянуты в большом частотном диапазоне, оставляя большие промежутки между линиями.Таким образом, для больших значений Fmax может потребоваться больше спектральных линий, чтобы избежать потери деталей.

Следует, однако, отметить, что чем больше спектральных линий используется, тем больше времени займет измерение и тем больше будет занято пространство памяти прибора. Поэтому высокое значение Fmax или большое количество спектральных линий следует использовать только при необходимости.

Какую степень перекрытия мне следует использовать?

Перекрывающиеся данные — это средство повторного использования процента от ранее измеренной формы сигнала для вычисления нового спектра.Чем выше «Процент перекрытия», тем меньше новых данных требуется для генерации спектра, и, следовательно, тем быстрее спектр может отображаться. 50% перекрытие идеально подходит для большинства случаев.

(c) Как обрабатываются данные

Параметрами, которые определяют способ обработки данных, являются параметры «Тип среднего», «Число средних» и «Тип окна».

Представьте, что вам нужно точно измерить ширину страниц в этой книге. Поскольку ширина может незначительно отличаться от страницы к странице, вы, вероятно, измерили бы ширину не только одной страницы, но и нескольких страниц, а затем взяли бы среднее значение.

Аналогичным образом, когда измеряется вибрация, обычно измеряется несколько спектров, которые затем усредняются для получения среднего спектра. Средний спектр лучше отражает поведение вибрации, поскольку процесс усреднения сводит к минимуму влияние случайных колебаний или всплесков шума, присущих вибрации машины.

Параметр «Тип среднего» определяет способ усреднения спектров. В большинстве случаев рекомендуется «линейное» усреднение. «Экспоненциальное» усреднение обычно используется только в том случае, если поведение вибрации значительно меняется с течением времени.«Удержание пика» на самом деле не требует усреднения, а вызывает отображение наихудшей (максимальной) амплитуды для каждой спектральной линии.

Параметр «Число усреднений» определяет количество последовательных спектров, используемых для усреднения. Чем больше количество спектров, используемых для усреднения, тем больше сглаживается шумовых выбросов и тем точнее представляются истинные спектральные пики.

Однако, чем больше число средних значений, тем больше данных необходимо собрать и, следовательно, тем больше времени требуется для получения «среднего спектра».«Число средних», равное 4, достаточно для большинства случаев.

Собранные данные обычно не используются напрямую для генерации спектра, но часто модифицируются заранее, чтобы учесть определенные ограничения процесса БПФ (процесса, преобразующего данные в спектр). Данные обычно модифицируются путем умножения с окном коррекции. Это предотвращает «размывание» или «слив» спектральных линий друг в друга.

«Тип окна» — это параметр, определяющий тип используемого окна.Обычно используется окно «Ханнинга». Если используется «прямоугольное» окно, данные фактически не будут изменены.

(d) Как отображаются данные

Параметры, определяющие способ отображения спектра, перечислены в разделе «Единицы отображения».

Чтобы указать, как должен отображаться спектр, необходимо указать масштаб спектра. Масштаб спектра определяет, насколько легко можно увидеть спектральные детали, и определяется параметрами «Шкала амплитуды», «эталонный уровень дБ», «Диапазон логарифма» и «Макс.

В большинстве случаев шкала амплитуды может быть линейной. Если используется линейная шкала амплитуды, то параметры «vdB reference» и «log range» не имеют значения (и, следовательно, их не нужно устанавливать).

В общем, вы должны установить для параметра «Макс. Скорость» значение «Автоматически», чтобы прибор автоматически выбирал идеальную шкалу амплитуд, позволяющую четко видеть спектральные пики.

Чтобы указать, как должен отображаться спектр, необходимо также указать «тип амплитуды», который будет использоваться.В Разделе 2 (стр. 18) мы определили два типа амплитуды — пиковая амплитуда и среднеквадратичная амплитуда.

Если используется «Ø-пиковая» (или «пиковая») амплитуда, спектр будет отображать максимальную скорость, достигаемую вибрирующим компонентом на различных частотах вибрации.

С другой стороны, если используется «среднеквадратичная» амплитуда, вместо этого будет отображаться величина, указывающая на энергию вибрации на различных частотах.

Для спектров вибрации пиковая амплитуда на определенной частоте составляет ровно √2 раза (примерно 1.В 4 раза) среднеквадратичное значение амплитуды на этой частоте. Таким образом, тип используемой амплитуды на самом деле не имеет значения, поскольку преобразование амплитуды ⁷ может быть выполнено легко.

Мы рекомендуем всегда использовать один и тот же тип амплитуды для конкретной точки измерения, чтобы избежать неправильной интерпретации. Переключение со среднеквадратичной амплитуды на пиковую амплитуду вызывает явное увеличение амплитуды вибрации, которое может быть ошибочно интерпретировано как износ машины. С другой стороны, переключение с пиковой амплитуды на среднеквадратичную амплитуду может скрыть реальный рост амплитуды вибрации.

Наконец, необходимо указать единицы амплитуды и частоты, которые будут использоваться в спектре. Какие единицы следует использовать, на самом деле вопрос личного выбора или, чаще, географического положения.

В Северной Америке обычно используется единица измерения скорости (для линейных шкал скорости ⁸ ) дюйм / с, а обычно используемая единица частоты — kcpm (килоциклов в минуту).

В других частях света обычно используются единицы скорости и частоты — мм / с и Гц соответственно.Ниже показано соотношение между блоками ⁹ :

⁵ При перпендикулярном оттягивании от монтажной поверхности магнитная опора акселерометра vb сопротивляется силой 22 кгс (48,4 фунта-силы)

⁶ A более высокий Fmax не вызывает сбора большего количества данных, но заставляет данные распространяться по более широкому диапазону частот.

⁷ Для спектра пиковая амплитуда умножается на среднеквадратичную амплитуду. Это соотношение обычно не действует для сигналов.

⁸ Многие специалисты по анализу вибрации предпочитают логарифмическую единицу скорости vdB. Однако обсуждение логарифмических шкал и единиц измерения выходит за рамки этой книги.

⁹ Мы округлили пиковый ø дюйм / с, преобразование среднеквадратичного значения в мм / с до 18. Правильное соотношение — 17,96.

Из «Руководства по вибрации машины» для начинающих, авторское право © Commtest 1999, 2006.

Пересмотрено 28.06.06

Чтобы узнать, как настроить собственную программу мониторинга вибрации машины, свяжитесь с Commtest Instruments Ltd. или один из наших представителей для демонстрации системы мониторинга вибрации vbSeries.Чтобы узнать адрес ближайшего к вам представителя, посетите наш веб-сайт http://www.commtest.com

Измерение вибрации с помощью акселерометров — NI

Поскольку акселерометры настолько универсальны, вы можете выбирать из множества конструкций, размеров и диапазонов. Понимание характеристик сигнала, который вы ожидаете измерить, и любых ограничений окружающей среды может помочь вам разобраться во всех различных электрических и физических характеристиках акселерометров.

Амплитуда колебаний

Максимальная амплитуда или диапазон измеряемой вибрации определяет диапазон датчика, который вы можете использовать. Если вы попытаетесь измерить вибрацию за пределами диапазона датчика, отклик будет искажен или ограничен. Обычно акселерометры, используемые для контроля высоких уровней вибрации, имеют более низкую чувствительность и меньшую массу.

Чувствительность

Чувствительность — один из важнейших параметров акселерометров.Он описывает преобразование между вибрацией и напряжением на опорной частоте, например 160 Гц. Чувствительность указывается в мВ на G. Если типичная чувствительность акселерометра составляет 100 мВ / G и вы измеряете сигнал 10 G, вы ожидаете выхода 1000 мВ или 1 В. Точная чувствительность определяется при калибровке и обычно указывается в сертификате калибровки, поставляемом с датчиком. Чувствительность также зависит от частоты. Полная калибровка во всем используемом частотном диапазоне необходима, чтобы определить, как чувствительность изменяется в зависимости от частоты.На рисунке 4 показаны типичные частотные характеристики акселерометра. Как правило, используйте акселерометр с низкой чувствительностью для измерения сигналов с высокой амплитудой и акселерометр с высокой чувствительностью для измерения сигналов с низкой амплитудой.

Рис. 4. Акселерометры имеют широкий диапазон частот, в котором чувствительность относительно плоская.

Количество осей

Вы можете выбрать один из двух типов акселерометров осевого типа.Самый распространенный акселерометр измеряет ускорение только по одной оси. Этот тип часто используется для измерения уровней механической вибрации. Второй тип — трехосный акселерометр. Этот акселерометр может создавать трехмерный вектор ускорения в виде ортогональных составляющих. Используйте этот тип, когда вам нужно определить тип вибрации, например поперечную, поперечную или вращательную.

Масса

Акселерометры

должны весить значительно меньше контролируемой конструкции.Добавление массы к конструкции может изменить ее колебательные характеристики и потенциально привести к неточным данным и анализу. Вес акселерометра обычно не должен превышать 10 процентов от веса испытательной конструкции.

Варианты монтажа

Еще одним важным аспектом вашей системы измерения вибрации является способ крепления акселерометра к целевой поверхности. Вы можете выбрать один из четырех стандартных способов крепления:

• Ручной или наконечник пробника
• Магнитный
• Клей
• Крепление шпильки

Крепление с помощью шпильки — безусловно, лучший способ крепления, но он требует просверливания целевого материала и, как правило, предназначен для постоянной установки датчика. Остальные методы предназначены для временного прикрепления. Различные методы крепления влияют на измеряемую частоту акселерометра. Вообще говоря, чем слабее соединение, тем ниже измеряемый предел частоты. Добавление к акселерометру какой-либо массы, такой как клейкое или магнитное монтажное основание, снижает резонансную частоту, что может повлиять на точность и пределы используемого диапазона частот акселерометра. Обратитесь к техническим характеристикам акселерометра, чтобы определить, как различные методы монтажа влияют на пределы измерения частоты.В таблице 1 показаны типичные пределы частоты для акселерометра 100 мВ / G.

Таблица 1. Пределы частоты для установки акселерометра 100 мВ / G.

На рис. 5 показаны приблизительные диапазоны частот для различных методов монтажа, включая крепления на шпильках, клеящиеся крепления, крепления на магнитах и ​​крепления на триаксиальном блоке.

Рисунок 5. Различные частотные диапазоны при различных методах монтажа.

Экологические ограничения

При выборе акселерометра обращайте внимание на критические параметры окружающей среды, такие как максимальная рабочая температура, воздействие вредных химикатов и влажность.Вы можете использовать большинство акселерометров в опасных средах из-за их прочной и надежной конструкции. Для дополнительной защиты промышленные акселерометры, изготовленные из нержавеющей стали, могут защитить датчики от коррозии и химикатов.

Используйте акселерометр в режиме зарядки, если система должна работать при экстремальных температурах. Поскольку эти акселерометры не содержат встроенной электроники, рабочая температура ограничивается только чувствительным элементом и материалами, используемыми в конструкции.Однако, поскольку они не имеют встроенных функций кондиционирования и усиления заряда, акселерометры, работающие в режиме заряда, чувствительны к помехам окружающей среды и требуют малошумной прокладки кабелей. Если в помещении шумно, следует использовать встроенный преобразователь заряда или датчик IEPE со встроенным усилителем заряда.

Характеристики влажности определяются типом уплотнения акселерометра. Обычные уплотнения включают герметичные, эпоксидные или экологические. Большинство этих уплотнений могут выдерживать высокие уровни влажности, но герметичное уплотнение рекомендуется для погружения в жидкость и длительного воздействия чрезмерной влажности.

Стоимость

Хотя режим зарядки и акселерометры IEPE имеют одинаковую стоимость, акселерометры IEPE имеют значительно меньшую стоимость для более крупных многоканальных систем, поскольку для них не требуются специальные малошумящие кабели и усилители заряда. Кроме того, акселерометры IEPE проще в использовании, поскольку они требуют меньше ухода, внимания и усилий для эксплуатации и обслуживания.

Опции акселерометра

NI предлагает следующие одноосные и трехосные акселерометры.Чтобы помочь вам выбрать между акселерометрами, которые предлагает NI, обратитесь к таблице ниже.

Таблица 2. Опции одноосного акселерометра

Таблица 3. Опции трехосного акселерометра

Измерение вибрации | Lion Precision

Замечания по применению General Sensing LA05-0020

Авторские права © Lion Precision, 2013 г.www.lionprecision.com

Резюме:

Вибрация — это сложное измерение, содержащее множество различных параметров. Различные технологии измерения имеют преимущества и недостатки в зависимости от конечных целей измерения вибрации. В этом примечании к применению рассматриваются все эти области.

Измерение вибрации

Вибрация — это зависящее от времени (периодическое / циклическое) смещение объекта вокруг центрального статического положения.Следующие факторы имеют сложную взаимосвязь с величиной и скоростью вибрации:

• Собственные частоты и жесткость объекта
• Амплитуда и частота любого внешнего источника (ов) энергии, вызывающего вибрацию
• Механизм связи между источником энергии вибрации и интересующим объектом.

Измерение вибрации сложно из-за множества компонентов — смещения, скорости, ускорения и частоты.Кроме того, каждый из этих компонентов можно измерить по-разному — размах, пик, среднее значение, среднеквадратичное значение; каждый из которых может быть измерен во временной области (в реальном времени, мгновенные измерения с помощью осциллографа или системы сбора данных) или в частотной области (величина вибрации на разных частотах в частотном спектре) или просто одним числом для «общей вибрации». ”

Измерение вибрации иногда используется как косвенное измерение некоторого другого значения. Конечная цель измерения определяет подход к для измерения вибрации . Часто для мониторинга состояния — прогнозирования или мониторинга износа, усталости и отказов — требуются измерения вибрации, предназначенные для определения кинетической энергии и сил, действующих на объект.Это часто называют инерционной вибрацией. Примером может служить мониторинг двигателей машин (особенно подшипников) в критических приложениях. В этих случаях измерение ускорения обеспечивает простой перевод в единицы силы, если масса объекта известна.

Другие приложения связаны со смещением интересующего объекта, поскольку непреднамеренные смещения ухудшают производительность системы. Жесткие диски и станки являются примерами этого типа измерения вибрации, иногда называемого позиционной вибрацией или относительной вибрацией .

Измерение импульсной и непрерывной вибрации

Еще два сценария вибрации — это измерения непрерывной и импульсной вибрации. Непрерывные измерения вибрации используются для мониторинга состояния и эксплуатационных испытаний. Он непосредственно измеряет, что происходит с интересующим объектом в реальных условиях эксплуатации.

Измерение импульсной вибрации включает в себя удары по объекту, часто с помощью «откалиброванного молотка», который измеряет силу удара, а затем измерение результирующей вибрации объекта.Этот тип теста выявляет резонансы внутри объекта, что помогает предсказать его поведение в рабочих условиях. Это часто приводит к конструктивным соображениям, чтобы либо избежать, либо усилить резонансные частоты в зависимости от приложения.

Оборудование для измерения вибрации и технология датчиков вибрации

Вибрация измеряется как ускорение, скорость или смещение. У каждого есть свои преимущества и недостатки, и каждая единица измерения вибрации может быть преобразована в другую, хотя это может иметь потенциально неблагоприятные последствия.Ускорение и смещение — наиболее распространенные методы измерения вибрации.

Измерение вибрации с помощью акселерометров

Акселерометры

— это небольшие устройства, которые устанавливаются непосредственно на поверхности (или внутри) вибрирующего объекта. Они содержат небольшую массу, которая подвешена на гибких частях, действующих как пружины. Когда акселерометр перемещается, небольшая масса отклоняется пропорционально скорости ускорения. Для измерения отклонения массы могут использоваться различные методы измерения.Поскольку масса и силы пружины известны, величина отклонения легко преобразуется в значение ускорения. Акселерометры могут предоставлять информацию об ускорении по одной или нескольким осям.

Измерения инерционной вибрации, в которых силы, действующие на объект, являются критическим фактором, хорошо подходят для акселерометров, но акселерометры чувствительны к частоте. Вибрации на более высоких частотах имеют большее ускорение, чем колебания на более низких частотах. По этой причине акселерометры выдают очень низкий уровень сигнала низкочастотной вибрации и могут иметь плохое отношение сигнал / шум.Кроме того, использование интегрирования для получения скорости или двойного интегрирования для получения значений смещения снижает высокочастотные сигналы.

Прикрепление акселерометров к интересующему объекту изменяет массу объекта, что приводит к изменению его собственных резонансных частот. Когда масса объекта значительно превышает массу акселерометра, как это часто бывает, эффект незначителен. Но это ограничивает использование акселерометров на небольших объектах.

Акселерометры

— отличный выбор для больших объектов, вибрирующих с более высокими частотами, в которых необходимо измерять инерционные силы, действующие на объект.

Измерение вибрации с помощью бесконтактных датчиков перемещения

Датчики перемещения емкостные бесконтактные

Бесконтактные датчики перемещения устанавливаются с небольшим зазором между датчиком (зондом) и поверхностью вибрирующего объекта. Емкостные и вихретоковые датчики перемещения — лучший выбор для высокоскоростных измерений с высоким разрешением. Поскольку их выходные данные представляют собой измерения смещения, они идеально подходят для измерений относительной вибрации (позиционной вибрации).Эти измерения выполняются, когда физическое местоположение поверхности вибрирующего объекта в любой момент времени является критическим фактором.

Обладая частотной характеристикой от 10 кГц до 80 кГц и разрешением до нанометров, эти датчики показывают точное мгновенное местоположение объекта, даже когда он движется с высокой скоростью.

Вихретоковые бесконтактные датчики перемещения

Поскольку датчики не установлены на объекте, они не изменяют массу объекта или его резонансные характеристики. Эти датчики имеют плоскую частотную характеристику от постоянного тока до почти их номинальной частотной характеристики. Поскольку на выходной сигнал не влияет частота вибрации, измерения более точны по всему частотному спектру.

Данные смещения от этих датчиков можно дифференцировать для получения информации о скорости и дифференцировать во второй раз для получения информации об ускорении. Процесс дифференцирования ограничит низкочастотные сигналы и подчеркнет более высокочастотные сигналы. Это приведет к снижению отношения сигнал / шум на высоких частотах.

Мгновенная и полная вибрация

«Общая вибрация» может быть измерена с помощью захвата сигнала вибрации TIR (размах).

Датчики перемещения выдают выходные данные, которые можно наблюдать в реальном времени на осциллографе или с помощью системы сбора данных. Эти мгновенные данные в реальном времени предоставляют точные данные о вибрации, которые можно использовать для определения производительности машины в зависимости от времени или углового положения вращающейся части.

В других приложениях требуется простое число «общей вибрации».Чтобы получить такое число, необходимо будет обработать выходной сигнал датчика. Если вы используете емкостные датчики перемещения серии Elite, модуль обработки сигналов и измерителя MM190 может производить измерение общей вибрации. Функции захвата пиков включают опцию TIR (Total Indicator Reading), которая отображает разницу между наиболее отрицательными и наиболее положительными измерениями. Кнопка «Сброс» очищает эти захваченные значения, чтобы можно было зафиксировать новые значения. Это единичное измерение размаха (размаха) является показателем общей вибрации.

Изменение «общей вибрации» можно измерить с помощью опции Tracking TIR модуля MM190.

Если ожидается, что значение вибрации изменится со временем, например, во время регулировки механической системы, можно использовать опцию «Отслеживание МДП». Отслеживание TIR отображает значение размаха, но максимальные значения могут медленно уменьшаться до нуля. Таким образом, индикатор показывает текущее значение TIR через несколько секунд, даже если значение уменьшилось. Эта функция упрощает эксперименты с окружающей средой объекта, чтобы определить, что может уменьшить общую вибрацию без необходимости ручного сброса пиковых значений.

Крепление зонда датчика перемещения

При измерении вибрации датчики перемещения, вероятно, также будут подвергаться вибрации. Чтобы свести к минимуму влияние вибрации на сами датчики, они должны быть жестко закреплены. Зонды с резьбовыми корпусами, затянутыми в жесткую опору, должны обеспечивать жесткость, необходимую для минимизации вибрационных эффектов.

Гладкие цилиндрические зонды, закрепленные на зажимах, требуют тщательного рассмотрения, поскольку они более подвержены воздействию вибрации.Существуют различные методы крепления с помощью зажима для зондов цилиндрической формы; одни лучше других. При измерениях с высоким разрешением конструкция крепления начинает играть важную роль в качестве измерения.

Обычный метод монтажа — это сквозное отверстие с установочным винтом для фиксации датчика. Для измерений в стабильной, не вибрирующей среде, не измеряющей на субмикронных уровнях, этого метода часто бывает достаточно. Но эта система фиксирует датчик только в двух точках (установочный винт и точка, противоположная установочному винту), что дает ему некоторую свободу движения по крайней мере по одной оси.Для измерений с высоким разрешением в условиях вибрации требуется лучшая система.

Крепление «зажимной зажим», в котором сквозное отверстие затягивается на цилиндрическом зонде, является лучшим решением. Зажим по всей окружности охватывает большую часть поверхности зонда и обеспечивает более устойчивое крепление. Однако любая некруглость зонда или сквозного отверстия может начать действовать как двухточечный зажим установочного винта.

В наиболее стабильном методе зажима используется зажим, который зажимает датчик в трех или четырех точках, а не по всей окружности.Этот метод остается стабильным, несмотря на погрешности округлости корпуса зонда или сквозного отверстия зажима.

Рекомендации по установке дополнительных емкостных датчиков перемещения

Емкостные датчики перемещения имеют размер пятна измерения около 130% диаметра чувствительной области зонда. Если целевая область измерения меньше указанного, это будет подвержено ошибкам и может потребовать специальной калибровки.

Несколько емкостных пробников

Когда несколько емкостных пробников используются с одной и той же целью, их приводная электроника должна быть синхронизирована. В многоканальных емкостных сенсорных системах Lion Precision (серия Elite и CPL230) используется синхронизированная электроника. Для емкостных датчиков не требуется минимального расстояния между соседними датчиками.

Условия окружающей среды для емкостных датчиков

Для емкостных датчиков требуется чистая и сухая среда. Любое изменение материала между зондом и мишенью повлияет на измерение.

Все датчики имеют некоторую чувствительность к температуре, но системы емкостных датчиков Lion Precision компенсируют изменения температуры между 20 ° C и 35 ° C с отклонением менее 0.04% полной шкалы / ° C.

Обычные изменения влажности не влияют на измерения емкостного смещения. Влажность в диапазоне 90% может начать влиять на измерения; любая конденсация в области измерения сделает измерение недействительным.

Дополнительные рекомендации по установке датчика вихретокового смещения

Вихретоковые датчики смещения

используют магнитное поле, которое охватывает конец зонда. В результате «размер пятна» датчиков вихретокового смещения составляет около 300% диаметра зонда.Это означает, что любые металлические предметы в пределах трех диаметров зонда от зонда будут влиять на выходной сигнал сенсора.

Это магнитное поле также распространяется вдоль оси зонда к задней части зонда. По этой причине расстояние между чувствительной поверхностью зонда и системой крепления должно быть как минимум в 1,5 раза больше диаметра зонда. Датчики вихретокового смещения нельзя монтировать заподлицо с монтажной поверхностью, если вокруг зонда не имеется правильно спроектированное расточенное отверстие.

При установке вихретокового зонда должно оставаться свободное от металла пространство вокруг наконечника как минимум в три раза больше диаметра зонда.Для утопленного монтажа требуется зенковка.

Если мешающие объекты рядом с датчиком неизбежны, необходимо выполнить специальную калибровку, в идеале — с датчиком в приспособлении.

Несколько вихретоковых пробников

Когда несколько зондов используются с одной и той же целью, они должны быть разделены минимум тремя диаметрами зонда, чтобы предотвратить взаимное влияние каналов. Если это неизбежно, возможна специальная заводская калибровка, чтобы свести к минимуму помехи.

Требования к окружающей среде для вихретоковых датчиков

Измерение линейных перемещений с помощью вихретоковых датчиков невосприимчиво к посторонним материалам в зоне измерения. Большим преимуществом вихретоковых бесконтактных датчиков является то, что их можно использовать в довольно агрессивных средах. Все непроводящие материалы невидимы для вихретоковых датчиков. Даже металлические материалы, такие как стружка в процессе обработки, слишком малы, чтобы существенно взаимодействовать с датчиками.

Вихретоковые датчики

обладают некоторой чувствительностью к температуре, но система компенсирует изменения температуры от 15 ° C до 65 ° C с отклонением менее 0,01% от полной шкалы / ° C.

Изменения влажности не влияют на измерения вихретокового смещения.

Объяснение анализа вибрации | Надежный завод

Анализ вибрации помогает отслеживать и обнаруживать проблемы с использованием данных о вибрации. Прочтите о методологии, инструментах и ​​методах анализа вибрации, методах измерения анализа вибрации и многом другом.

Что такое анализ вибрации?

Анализ вибрации определяется как процесс измерения уровней и частоты вибрации машин и последующего использования этой информации для анализа состояния машин и их компонентов. Хотя внутренние механизмы и формулы, используемые для расчета различных форм вибрации, могут быть сложными, все начинается с использования акселерометра для измерения вибрации. Каждый раз, когда работает машина, она вибрирует. Акселерометр, прикрепленный к машине, генерирует сигнал напряжения, который соответствует величине вибрации и частоте вибрации, производимой машиной, обычно сколько раз в секунду или минуту возникает вибрация.

Все данные, собранные с акселерометра, поступают непосредственно в сборщик данных (программное обеспечение), которое записывает сигнал либо как амплитуду в зависимости от времени (известная как временная форма), либо как амплитуда в зависимости от частоты (известная как быстрое преобразование Фурье), либо как и то, и другое. Все эти данные анализируются с помощью алгоритмов компьютерной программы, которые, в свою очередь, анализируются инженерами или обученными аналитиками вибрации для определения состояния машины и выявления возможных надвигающихся проблем, таких как ослабление, дисбаланс, несоосность, проблемы со смазкой и т. Д.Анализ вибрации может обнаружить такие проблемы, как:

• Дисбаланс
• Неисправности подшипников
• Механический люфт
• Несоосность
• Резонансные и собственные частоты
• Неисправности электродвигателя
• Валы коленчатые
• Неисправности коробки передач
• Пустое пространство или пузырьки (кавитация) в насосах
• Критические скорости

Дистрибьютор, поставщик услуг по центровке и техническому обслуживанию VibrAlign использует пример промышленного вентилятора, снятия лопасти вентилятора и его запуска.Как и ожидалось, вентилятор вибрирует из-за неуравновешенного колеса вентилятора. Эта неуравновешенная сила возникает один раз за один оборот вентилятора. Другим примером может быть поврежденная гусеница подшипника, из-за которой ролик подшипника будет генерировать вибрацию каждый раз, когда он соприкасается со сколом (аналогично выбоине на шоссе). Если три ролика подшипника ударяют о скол за оборот, вы должны увидеть сигнал вибрации, в три раза превышающий скорость вращения вентилятора.

Методика анализа вибрации

Хотя акселерометры по-прежнему являются наиболее распространенным инструментом, используемым для сбора данных о вибрации, современные технологии и улучшенная сенсорная технология позволили создать бесконтактные высокоскоростные лазерные датчики, которые могут обнаруживать проблемы, которые акселерометры не могут.Это позволяет проводить более точный и локализованный анализ и расширять возможности анализа вибрации. Анализ вибрации обычно разбивается на четыре принципа, и каждый принцип дает вам конкретную информацию об условиях работы и характеристиках вибрирующих частей.

1. Временная область: Когда сигнал вибрации принимается от преобразователя (устройства, преобразующего физическую величину в электрический сигнал) и отображается на экране осциллографа, это называется формой волны.Этот сигнал находится во временной области. Временная область представляет собой график зависимости амплитуды от времени. В то время как большинство проблем с вибрацией машины обнаруживается с помощью спектрального анализа, некоторые типы легче увидеть по форме волны.
2. Частотная область: Когда форма волны, описанная ранее, подвергается спектральному анализу, конечным результатом является изображение зависимости частоты от амплитуды, известное как спектр. Спектр находится в частотной области, как и вибрация во временной области. Наиболее глубокий анализ вибрации оборудования выполняется в частотной области или с использованием спектрального анализа.
3. Объединенная область: Поскольку сигналы вибрации меняются со временем, может быть полезно одновременное вычисление более чем одного спектра. Для этого можно использовать метод совместного измерения времени, называемый вейвлетом Габора-Вигнера-Вейвлета. Этот метод используется для вычисления вариаций быстрого преобразования Фурье (обсуждается ниже), включая кратковременное преобразование Фурье (STFT).
4. Модальный анализ: Модальный анализ берет измеренные частотные характеристики части оборудования и помещает их в компьютерную модель.Компьютерная модель может отображаться с анимацией всех различных режимов вибрации. Модель можно скорректировать, добавив или убрав такие вещи, как масса или жесткость, чтобы увидеть эффекты.

Помимо этих четырех основных принципов, лежат многочисленные формы анализа, вычислений и алгоритмов, используемых для определения различных аспектов анализа вибрации. К ним относятся:

• Временной сигнал: Временной сигнал — это зависимость ускорения от времени, отображаемая в виде таблиц и графиков.Временные колебания показывают короткую временную выборку необработанной вибрации, выявляя ключи к состоянию оборудования, которые не всегда четко видны в частотном спектре. Способ использования сигналов вибрации с временной формой волны в качестве инструмента анализа вибрации заключается в использовании БПФ.
• Быстрое преобразование Фурье (БПФ): БПФ определяется как алгоритм, используемый для вычисления спектра по временной форме волны. Другими словами, это вычисление, предназначенное для разбивки сигнала на все его частоты. Если вы вспомните рассмотренные выше временную и частотную области, БПФ преобразует сигнал из временной области в частотную.Быстрое преобразование Фурье чаще всего используется для обнаружения неисправностей машины, таких как несоосность или дисбаланс.
• Измерение фазы: Говоря об анализе вибрации, фаза — это относительная разница во времени между двумя сигналами, измеряемая в угловых единицах, а не во времени. Это работает, только если два сравниваемых сигнала имеют одинаковую частоту. Измерение фазы используется в тандеме с БПФ для выявления неисправностей машины, таких как незакрепленные детали, несоосность и дисбаланс.
• Анализ заказа: Анализ заказа представляет собой разновидность анализа БПФ и в основном используется для количественной оценки вибрации машин с различными оборотами в минуту (об / мин).Другими словами, анализ порядка — это частотный анализ, при котором ось частот спектра отображается в порядке об / мин, а не в герцах. Термин «заказы» относится к частоте, кратной опорной скорости вращения. Например, если сигнал вибрации равен удвоенной частоте вращения двигателя, порядок равен двум.
• Спектральная плотность мощности (PSD): Спектральная плотность мощности вычисляется путем умножения амплитуды, полученной при БПФ, на ее различные формы, чтобы нормализовать ее с шириной интервала частот (ширина интервала относится к сгруппированным значениям оси x).Думайте о PSD как о «случайных» вибрациях или движении на разных частотах. PSD точно сравнивает случайные сигналы вибрации, которые имеют разную длину сигнала.
• Анализ огибающей: Анализ огибающей — это форма анализа вибрации, которая может обнаруживать удары с очень низкой энергией, часто скрытые другими сигналами вибрации. Это популярный инструмент для диагностики поврежденных зубьев шестерен и роликовых подшипников.
• Орбита: Орбита определяется как участок средней линии шейки подшипника скольжения.Измеряется путем размещения двух датчиков в корпусе подшипника под углом 90 градусов друг к другу. Данные этих датчиков могут отображаться в цифровом виде и использоваться для обнаружения вибраций вала, вызванных масляным вихрем — масло кружится внутри, вызывая перемещение цапфы.
• Анализ резонанса: Анализ резонанса определяет все собственные колебания и частоты в машинах. Наличие резонанса означает высокую вибрацию, которая может достигать опасного уровня.

Категории измерения вибрации

• Общий уровень вибрации: Вы можете думать о проверке общего уровня вибрации как о «грубой проверке» машины.Нащупывая машину рукой, вы можете определить, работает ли она примерно в широком диапазоне частот. Эта первоначальная проверка лучше всего подходит для вращающегося оборудования, в частности, для высокоскоростных машин. Обычно это не применимо к поршневым машинам.
• Спектральный анализ вибрации: Спектральный анализ — это процесс преобразования сигнала из временной области в частотную. Часто это делается с помощью БПФ. Сигнал анализируется, чтобы определить любые существенные частоты, исходящие от компонентов машины.Вероятный источник вибрации — пик частотного сигнала. Общие приложения для спектрального анализа включают скорость вращения вала или частоту зацепления зубьев пары шестерен.
• Мониторинг дискретной частоты: Если вам необходимо контролировать конкретный компонент в машине, мониторинг дискретной частоты измеряет уровень вибрации, генерируемой на определенной частоте, которую этот компонент, как ожидается, будет генерировать.Например, если вы хотите изучить определенный вал в машине, вы должны включить мониторинг на скорость вращения этой машины. Дискретная частота вычисляется с использованием алгоритма БПФ.
• Контроль ударных импульсов: Контроль ударных импульсов — это метод профилактического обслуживания, который контролирует подшипники качения с помощью портативного прибора. Ручной прибор излучает собственную частоту, которая вызывается ударами или вибрациями, создаваемыми подшипниками качения.Другими словами, когда два куска металла касаются друг друга во время движения, в результате удара возникают ударные волны, которые проходят через металл. Эта ударная волна используется для мониторинга ударных импульсов.
• Измерение эксцесса: Эксцесс дает вам меру «пиковости» случайного сигнала. Сигналы с более высоким значением эксцесса имеют больше пиков, которые более чем в три раза превышают среднеквадратичное значение сигнала (RMS). В анализе вибрации эксцесс используется для отслеживания развития усталости подшипников качения с помощью простого прибора.
• Усреднение сигнала: Поскольку сигналы меняются со временем, усреднение сигнала важно в спектральном анализе, поскольку оно определяет уровень сигнала на каждой частоте. Это особенно важно для низкочастотных измерений, поскольку для получения статически точной оценки спектра требуется более длительное время усреднения. Усреднение сигнала часто используется для контроля шестерни в зависимости от ее скорости вращения. В этом примере усреднение сигнала покажет вам циклическое действие каждого зуба шестерни.Если на зубе есть большая трещина, это будет обнаружено из-за его повышенной гибкости.
• Анализ кепстра: Первоначально изобретенный для характеристики сейсмических эхосигналов, создаваемых землетрясениями и взрывами бомб, кепстр используется для изучения повторяющихся структур в спектре. Повторяющиеся паттерны в спектре воспринимаются как один или два компонента кепстра с множеством наборов боковых полос, что может сбивать с толку. Кепстр разделяет эти боковые полосы так же, как спектр разделяет повторяющиеся временные паттерны в форме волны.Кепстр-анализ часто используется для изучения взаимодействия между частотой вращения лопастных роторов и частотой прохождения лопастей. Другой пример — изучение частот зацепления зубьев шестерни и скорости вращения шестерен.

Параметры измерения для анализа вибрации

Все эти методы анализа вибрации помогают определить три основных параметра: ускорение, скорость (RMS) и смещение. Каждый из этих параметров по-своему подчеркивает определенные частотные диапазоны и может быть проанализирован вместе для диагностики проблем.Давайте посмотрим на каждый параметр.

• Ускорение: Ускорение придает большее значение высоким частотам. Однако сигнал ускорения не является исключительным. Сигнал ускорения может быть преобразован в скорость или смещение.
• Смещение: Так же, как ускорение придает большее значение высоким частотам, смещение учитывает низкие частоты. Измерения смещения обычно используются только при изучении общей картины механических колебаний.Вы можете использовать смещение, чтобы обнаружить дисбаланс во вращающейся части из-за значительного смещения на частотах вращения вала машины.
• Скорость: Скорость связана с разрушительной силой вибрации, что делает ее наиболее важным параметром. Он придает одинаковое значение как высоким, так и низким частотам. Обычно среднеквадратичное значение скорости (измеренное в диапазоне от 10 до 10 000 Гц) показывает лучший признак силы вибрации. Среднеквадратичное значение рассчитывается путем умножения максимальной амплитуды на 0.707.

Ниже приведен пример того, как ускорение, смещение и скорость выглядят в одном и том же сигнале. Вы можете увидеть несколько пиков на одинаковых частотах, но каждый с разной амплитудой. Это хороший наглядный пример того, как каждый параметр придает разное значение частотным диапазонам.

Инструменты и технологии для анализа вибрации

Передовые технологии, в частности достижения в области беспроводных технологий, значительно улучшили методы сбора, интерпретации и обмена данными специалистами по анализу вибрации.Сегодня анализаторы вибрации чрезвычайно портативны, обмениваются данными со смартфонами и планшетами в режиме реального времени и могут генерировать БПФ с чрезвычайно высоким разрешением. Многие компании, производящие вибрационные приборы, разрабатывают собственные приложения для взаимодействия друг с другом.

Еще одна форма передовой технологии, которую вы увидите с приборами для интерпретации анализа вибрации, — это трехмерное моделирование рабочих форм отклонения (ODS) вибраций оборудования. Короче говоря, этот тип программного обеспечения преувеличивает вызванные вибрацией движения в 3D-модели, поэтому вы можете визуализировать силы, воздействующие на вашу машину во время ее работы.

Некоторые компании по производству приборов для анализа вибрации предлагают базы данных с предварительно загруженными тысячами частот неисправностей подшипников, чтобы помочь вам определить определенные частоты неисправностей для ваших подшипников. Некоторое программное обеспечение может постоянно контролировать геометрию ваших тел качения и предупреждать вас о возможных преждевременных отказах.

Как и в случае с наиболее передовыми технологиями, большая часть данных анализа вибрации автоматически загружается в облако и доступна на вашем мобильном устройстве, компьютере или непосредственно из браузера.Это особенно полезно, если вы выполняете анализ вибрации в качестве стороннего консультанта, чтобы вы могли свободно делиться спектрами со своими клиентами.

Преимущества непрерывного мониторинга вибрации

Методы и инструменты, обсуждаемые в этой статье, не только отлично подходят для определения того, что не так с частью оборудования или механизмов (реактивный), но также могут использоваться для выявления проблем до того, как они приведут к значительному простою (упреждающее). Использование анализа и мониторинга вибрации позволяет вам количественно определить слабость или непрочность конструкции, ослабление вращающихся компонентов и наличие резонанса.

При правильной реализации непрерывный мониторинг вибрации помогает оптимизировать работу оборудования. Используя современные технологии, вы можете снимать непрерывные показания вибрации на различном оборудовании в режиме реального времени и отправлять данные прямо на ваш смартфон, планшет или компьютер через облако.

• Контролировать критическое оборудование: Критическое оборудование — это любое оборудование или машина, которые могут нанести вам большой финансовый удар в случае отказа.Непрерывный мониторинг вибрации помогает обнаруживать несоответствия в спектре вибрации, что может выявить проблемы со смазкой и дефекты подшипников задолго до появления серьезных проблем.
• Мониторинг часто используемого оборудования: Многие заводы работают круглосуточно и без выходных, останавливаясь только ежемесячно или ежеквартально для текущего обслуживания. Прекращение превышения допустимого предела может стоить предприятию значительных денег. Непрерывный онлайн-мониторинг вибрации помогает контролировать состояние часто используемого оборудования или неисправного оборудования и отправляет предупреждения при изменении этого состояния.
• Монитор труднодоступного оборудования: Проведение технического обслуживания оборудования, расположенного в труднодоступных местах, затруднено. Машины на крышах, градирнях и те, которые работают в высокотемпературных зонах, могут постоянно контролироваться на предмет отклонений от нормы вибрации, что позволяет проводить техническое обслуживание в удобное время. Это предотвращает незапланированные простои и предотвращает доступ обслуживающего персонала к этим местам без необходимости.

Пример анализа вибрации

Инструменты и методы, используемые в процессе анализа вибрации, могут немного сбивать с толку на бумаге, поэтому давайте взглянем на реальный пример от IVC Technologies.В этом конкретном примере изучается тестирование вентиляционной установки на фармацевтическом предприятии. Агрегат необходим для работы двух приточных вентиляторов с мощностью, достаточной для удовлетворения требований к потоку воздуха в замкнутом пространстве. В приточно-вытяжной установке есть два вентилятора с прямым подключением, каждый из которых оснащен двигателем мощностью 150 л.с. Первоначальная оценка вентиляторного агрегата показала, что агрегат работает нормально, когда работает один вентилятор, но после включения второго вентилятора в определенных заданных точках возникают проблемы с вибрацией.

Анализ вибрации показал, что когда-то вентилятор No.2 был включен, произошло небольшое увеличение амплитуды вибрации во всех трех точках измерения, при этом вентилятор № 1 остался прежним. По данным IVC Technologies, испытания показали, что наибольшая амплитуда наблюдается в вертикальном подвесном двигателе — 0,456 дюйма в секунду, с доминирующим пиком при 841 цикле в минуту. Это указывало на то, что проблема могла быть в структурной резонансной вибрации, поскольку спектральные данные не показали никаких других признаков механических проблем.

Результаты испытаний на вибрацию
(оба вентилятора работают одновременно)

Точка измерения	Скорость VFD	Вентилятор №2	Вентилятор № 1
Подвесной мотор, вертикальный (MOV)	55.6 Гц	0,456 дюйма / сек.	0,255 дюйма / сек.
Двигатель, внутренний вертикальный (MIV)	55,6 Гц	0,347 дюйма / сек.	0,174 дюйма / сек.
Горизонтальный двигатель с внутренней стороны (MIH)	55,6 Гц	0,260 дюйма / сек.	0,96 дюйма / сек. alexxlab Посмотреть все записи автора alexxlab → Вам также может понравиться Количество теплоты измеряется в: Удельная теплоёмкость — урок. Физика, 8 класс. 18.08.202123.11.2020 Остановить счетчик электроэнергии: Потребители придумали новый способ хищения электроэнергии 27.07.197025.07.2021 Ip43 степень защиты что это: Таблица степени классов защиты IP электрооборудования (расшифровка) 17.05.197323.01.2022 Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт