سنسور ارتعاش سنج سنسور ارتعاش سنج سنسور ارتعاش سنج
سنسورهای ارتعاش سنج
سنسور ارتعاش سنج اولین المان مورد نیاز برای اندازه گیری ارتعاشات و ابزاری است که حرکت ارتعاشی را حس و آن را به سیگنال الکتریکی متناسب با حرکت ارتعاشی، تبدیل می کند. با تبدیل ارتعاشات جسم به سیگنال الکتریکی، امکان ذخیره سازی، انجام پردازش های و نیز مشاهده ی سیگنال از طریق دستگاه های الکترونیکی (تجهیزات داده برداری) فراهم می شود.
انواع سنسورهای ارتعاش سنج
با توجه به مکانیزم کاری و پارامتر اصلی اندازه گیری، سنسورهای ارتعاشی که امروزه در ماشین آلات دوار مورد استفاده قرار می گیرند به دو دسته تقسیم میشوند:
- سنسورهای تماسی (contact)
- سنسورهای غیر تماسی (non contact)
سنسورهای تماسی (contact)
- سنسور شتاب سنج
- سنسور سرعت سنج
سنسورهای غیر تماسی (non contact)
- سنسورهای جابجایی
سنسورهای ارتعاشی شتاب سنج
این سنسورها از نوع تماسی (contact) هستند و در آنها از یک پیزوالکتریک برای تبدیل شتاب به سیگنال الکتریکی استفاده میشود. پیزوالکتریک متناسب با نیروی وارد بر آن، بارهای الکتریکی در دو سطح خود ایجاد میکند.
در ابتدا سنسور های شتاب سنج خروجی پیکو کولن داشتند ،که بعد ها با اضافه کردن تقویت کننده درون این سنسورها خروجی سنسورها از پیکو کولن به mv تبدیل شد.
شتاب سنج ها، لرزش مطلق را اندازه گیری میکنند. همچنین بعضی از سازندگان با قرار دادن یک مدار انتگرال گیر درون حسگر شتاب از آن برای نمایش میزان لرزش از نوع سرعت استفاده میکنند.
سنسورهای ارتعاشی سرعت سنج
این نوع سنسورها هم از نوع تماسی(contact) میباشند. روش کارکرد این سنسورها به این صورت است که پس از نصب بر روی ماشین، با توجه به میزان ارتعاشی که این ماشین دارد،سنور سرعت سنج به لرزه در آمده و این حرکت باعث میشود آهنربایی که درون سنسور تعبیه شده و به یک فنر متصل است به حرکت در آورده و جابجایی آهنربا باعث ایجاد یک ولتاژ در سیم پیچ میشود. با توجه به این که تغییرات ولتاژ ایجاد شده با سرعت حرکت آهن ربا متناسب است می توان سرعت مطلق حرکت ارتعاشی جسم را از روی ولتاژ اندازه گیری نمود.
همان طور که در بالا اشاره شد برای اندازه گیری ارتعاشات ماشین ها، سنسور نصب شده بر روی آن باید به لرزه در آید، از این رو لازم است فرکانس طبیعی سنسور مورد توجه قرار گیرد، به عبارت دیگر حساسیت سنسور باید نسبت به کلیه فرکانس ها یکسان با مقدار تعیین شده سنسور باشد.
این سنسور هیچگونه نیازی به منبع تغذیه ندارند.
این سنسورها نسبت به هرگونه میدان مغناطیسی خارجی حساس میباشند.
سنسورهای ارتعاشی جابجایی
این سنسورها از نوع غیرتماسی (non contact) میباشند. این نوع سنسورها جریان گردابی نیز نامیده میشوند.
اساس کار این نوع سنسور بر اساس ایجاد میدان مغناطیسی در یک سیم پیچ که در نوک سنسور قرارداده شده است می باشد. این میدان مغناطیسی، در محور دوران (شفت) که یک رسانای الکتریکی است باعث القای جریان گردابی می شود، هر چه رسانای الکتریکی به سیم پیج نزدیک تر باشد میزان جذب انرژی در رسانا بیشتر خواهد بود. سامانه ای که از حسگرهای جریان گردابی استفاده می نماید از یک نوسان ساز ، کابل ارتباطی و حسگر (پراب) تشکیل شده است.
نوسان ساز یک سیگنال فرکانس بالا (فرکانس رادیویی) برای ارسال به حسگر (پراب) تولید می کند و این سیگنال باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در اطراف حسگر می گردد. از آن جایی که میدان مغناطیسی فقط توسط اجسام هادی تحت تأثیر قرار می گیرد، تا زمانی که جسم هادی مقابل حسگر قرار نگیرد، هیچ تأثیری روی میدان مغناطیسی و به تبع آن هیچ کاهشی در سیگنالRF ایجاد نخواهد شد. با نزدیک شدن یک جسم هادی به ناحیه میدان مغناطیسی، این میدان در جسم هادی نفوذ پیدا کرده و باعث ایجاد جریان های گردابی در سطح آن شده و در نتیجه انرژی برگشتی و دامنه سیگنال RF کاهش مییابد، نوسان ساز و آشکارساز میزان پوش دامنه سیگنال RF را اندازه گیری میکند و متناسب با نقاط پیک آن، یک ولتاژ مستقیم ایجاد می نماید
چگونگی عملکرد یک سنسور ارتعاشی از نوع جابجایی سنج
همان طور که گفته شد با توجه به دوران جسم هادی، دامنه پوش سیگنال RF نیز با توجه به جابجایی سطح هادی تغییر می کند و مانند آن است که یک سیگنال با مدولاسیون دامنه ایجاد شده است که حول یک سیگنال DC دارای نوسان است.
سیگنال DC موقعیت جسم و سیگنال AC میزان لرزش را نشان می دهد.
سنسور لرزش غیرتماسی دارای یک دامنه خطی کارکرد است و در زمان تنظیم و نصب آن و اتصال به سامانه نمایش دهنده باید به این نکته توجه داشت که حسگر در فاصله ای از جسم هادی/شفت قرار گیرد که نقطه کار آن در ناحیه ای قرار داشته باشد که در صورت حداکثر نوسان از محدوده خطی سنسور خارج نشود.
در زمان نصب باید دقت شود که نوک حسگر صدمه نبیند و در محل مورد نظر محکم بسته شده باشد. در ضمن مجموعه طول سنسور، کابل ارتباطی تا نوسانساز/ آشکارکننده توسط سازنده مشخص و کالیبره میشود و اگر به هر دلیلی این طول تغییر کند باید مجددا سامانه را کالیبره نمود