Loading...
لرزش سنج چیست ؟

لرزش سنج چیست ؟

لرزش نوسان مکانیکی حول یک نقطه تعادل می باشد .این نوسان می تواند تناوبی نظیر پاندول ساعت یا به صورت تصادفی در فواصل متفاوتی از زمان رخ دهد. لرزش سنج در حقیقت تجیهزی است که این نوسانات و لرزش ها را برای ما اندازه گیری می کند.

اتوماسیون صنعتی : یکی از موارد مهم در صنایع مختلف کنترل لرزش و ارتعاش ابزارها و ماشین های دوار از قبیل توربین ژنراتور، پمپ، یاتاقان، موتور، فن و ... می باشد و در صورت گذر از حد معینی می تواند منجر به بروز حوادث و یا خرابی تجهیز شوند، به همین دلیل اندازه گیری ارتعاش قطعات و ماشین ها در صنایع مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است، اندازه گیری این نوسانت و لرزش ها بوسیله لرزش سنج و یا ارتعاش سنج انجام می گیرد. لرزش سنج ها کاربرد فراوانی در تعمیر و نگهداری تجهیزات صنعتی متحرک دارند، در مدل های پیشرفته تر لرزش سنج ها امکان انداره گیری سرعت، شتاب، بازه مکانی جابجایی وجود دارد.

 لرزش نوسان مکانیکی حول یک نقطه تعادل می باشد. این نوسان می تواند تناوبی نظیر پاندول ساعت یا به صورت تصادفی در فواصل متفاوتی از زمان رخ دهد. لرزش سنج در حقیقت تجیهزی است که این نوسانات و لرزش ها را برای ما اندازه گیری می کند. پارامترهائی نظیر تواتر یا فرکانس زمانی، سرعت، شتاب، بازه مکانی جابجائی و در مدل های پیشرفته تر می تواند حرکات نوسانی پیشرفته را آنالیز کند. استفاده از لرزش سنج یا ویبرومتر در تعمیر و نگهداری بسیاری از تجیهزات صنعتی متحرک کاربرد فراوان خواهد داشت. این نوسانات وقتی از محدوده تعریف شده‌‎ای بیشتر می شوند باعث بروز خسارات جبران ناپذیر به ادوات صنعتی خواهند گردید و بازرسی مدوام لرزش یا vibration موتورها و ادوات دوار امکان جلوگیری از ضایعات ناشی از آنها را خواهد داد.
 
 لرزش سنج
 
حسگرهای لرزش سنج
 
حسگر ارتعاش سنج اولین المان مورد نیاز برای اندازه گیری ارتعاشات و ابزاری است که حرکت ارتعاشی را حس و آن را به یک سیگنال الکتریکی متناسب با حرکت ارتعاشی، تبدیل می کند. با تبدیل ارتعاشات به سیگنال الکتریکی، امکان ذخیره سازی، انجام پردازشهای بعدی و نیز مشاهده ی سیگنال از طریق دستگاه های الکترونیکی (تجهیزات داده برداری) فراهم می شود.
 
انواع حسگرهای لرزش
 
حسگرهای لرزش معمولاً به دو گروه تقسیم میشوند:

حسگرهای حرکت (ارتعاش) نسبی: ارتعاش توسط این حسگرها به صورت نسبی و نسبت به یک نقطه ی ثابت مرجع اندازه گیری می شود، مانند حسگرهای جریان گردابی

حسگرهای حرکت (ارتعاش) مطلق: مانند حسگرهای سرعت سنج و شتاب سنج مکانیزم کاری انواع حسگرهای لرزش
 
با توجه به مکانیزم کاری و پارامتر اصلی اندازه گیری، حسگرهای ارتعاش سنجی که امروزه در ماشین آلات دوار مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:
1- جابجایی سنج
2- سرعت سنج
3- شتاب سنج
 
 لرزش سنج
 
حسگر (ترانسدیوسر) جابجایی :
 
این حسگرها از نوع غیرتماسی هستند. این نوع حسگرها، حسگرهای جریان گردابی نیز نامیده می شوند.
اساس کار این نوع حسگر بر پایه ی تولید میدان مغناطیسی در یک سیم پیچ که در نوک حسگر تعبیه 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 می یابد، نوسان ساز و آشکارساز میزان پوش دامنه سیگنال RF را اندازه گیری می کند و متناسب با نقاط پیک آن، یک ولتاژ مستقیم ایجاد می نماید.
 
چگونگی عملکرد یک حسگر ارتعاش از نوع جابجایی سنج :
 
لرزش سنج
 
همان طور که در شکل بالا مشاهده می شود 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.
حسگر 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 و شفت قرار گیرد که نقطه کار آن در ناحیه ای قرار داشته باشد که در صورت حداکثر نوسان از محدوده خطی حسگر 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 حسگر، کابل ارتباطی تا نوسانساز و آشکارکننده توسط سازنده مشخص و کالیبره می شود و اگر به هر دلیلی این طول تغییر کند باید مجددا سامانه را کالیبره نمود.
 
حسگرهاي اندازه گيري لرزش از نوع سرعت سنج :
 
این نوع حسگر یا ترانسدیوسر بر روی بدنه جسم نصب می شوند و از این رو به آن حسگر تماسی یا بدنی می گویند. اساس عملکرد این حسگر به این صورت است که پس از نصب بر روی جسم، با توجه به میزان ارتعاش جسم، پوسته خارجی حسگر به ارتعاش در آمده و این حرکت، آهنربایی را که درون ترانسدیوسر تعبیه شده و به یک فنر متصل است به حرکت در آورده و جابجایی آهنربا باعث ایجاد یک ولتاژ در سیم پیچ می شود. با توجه به این که تغییرات ولتاژ 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 لرزش، حسگر باید مرتعش شود، از این رو لازم است فرکانس طبیعی حسگر مد نظر قرار گیرد، به عبارت دیگر حساسیت حسگر باید نسبت به کلیه فرکانس ها یکسان و برابر با مقدار تعیین شده برای حسگر باشد. بنابراین محدوده فرکانسی قابل استفاده برای حسگر، محدوده خارج از ناحیه فرکانس طبیعی حسگر بوده و در ناحیه ای قرار دارد که پاسخ فرکانسی آن اصطلاحا مسطح است. 
این حسگرها به منبع تغذیه نیاز ندارند ولی نسبت به میدان های مغناطیسی خارجی حساس هستند.
 
حسگرهاي اندازه گيري لرزش از نوع شتاب سنج :
 
 
لرزش سنج
 
 
این حسگرها نیز از نوع تماسی هستند و در آن ها از یک المان پیزوالکتریک برای تبدیل شتاب به سیگنال الکتریکی استفاده می شود. المان پیزوالکتریک متناسب با نیروی وارد بر آن، بارهای الکتریکی در دو سطح خود ایجاد می کند.
در طرح اولیه شتاب سنج ها، این بار الکتریکی که در حد پیکو کلمب است به عنوان خروجی حسگر استفاده می گردید. در طرح های امروزی با استفاده از تقویت کننده های درون حسگر، این بار الکتریکی تقویت شده و به صورت mv به عنوان خروجی حسگر استفاده می شود.
بطور معمول ترانسدیوسرهای شتاب دارای دو ساختار می باشند، نوع فشاری و نوع برشی. در نوع فشاری، پیزوالکتریک از پایه، جدا بوده و در نتیجه نسبت به حرارت از حساسیت کمتری برخوردار است.
اختلاف دیگری که بین دو نوع حسگر شتاب وجود دارد در استفاده از حالت دهنده ی سیگنال است، بدین نحو که بعضی از حسگرهای شتاب مجهز به یک مدار الکترونیکی برای تقویت سیگنال هستند و چون این قسمت درون حسگر تعبیه شده است دمای کارکرد این حسگرها دارای محدودیت می باشد.
شتاب سنج ها، لرزش مطلق را اندازه گیری می کنند. هم چنین بعضی از سازندگان با قرار دادن یک مدار انتگرالگیر درون حسگر شتاب از آن برای نمایش میزان لرزش از نوع سرعت استفاده می کنند.
 
روش نصب حسگرهای لرزش :
 
حسگرهای لرزش به روش های مختلف برروی ماشین ها نصب می شوند از جمله:
نصب دایمی : که حسگر با استفاده از پیچ و یا جوش به ماشین متصل می شود.
نصب مغناطیسی : که غالبا در تجهیزات اندازه گیری قابل حمل کاربری دارد.
روش دستی : که در این روش حسگر در هنگام استفاده با دست در محل مورد نظر نگهداشته می شود.
 
لرزش سنج
نکات مهم در انتخاب یک لرزش سنج :
• قابلیت اندازه گیری لرزش، سرعت ، شتاب و جابجایی 
• محدوده فرکانس
• محدوده حساسیت نسبی
• زمان نمونه گیری
• محدوده دمای عملیاتی
• دقت اندازه گیری 
• دارا بودن پراب مجزا
• کارت حافظه، قابلیت ذخیره اطلاعات و اتصال به کامپیوتر
 
متداول ترین عوامل ایجاد ارتعاش در ماشین آلات صنعتی  به شرح ذیل می باشند:
 1 - عدم تعادل جرمی 
2- عدم هم محوری در کوپلینگ ها
3- محورهای خمیده
4- چرخ دنده های سائیده شده
5- یاتاقان های سائیده شده و خراب
6- تماس موتور با قسمت های ساکن
7- نیروهای الکترومغناطیسی
8- نیروهای هیدرولیکی و آیرودینامیکی و کاویتاسیون
9- لقی
10- تشدید
 
لرزش سنج

اهداف اندازه گيري ارتعاشات در ماشين الات صنعتی :
ال‍ف) عيب يابي و بازرسي فني ماشين‌آلات        
ب) كنترل ارتعاشات
 
تقاضا برای تولیدات صنعتی زیاد است از این رو برای استفاده بهتر از مواد اولیه، ماشین های پرسرعت و سازه های سبک تر مورد نیاز است؛ که احتمال وقوع تشدید در آن ها بیشتر و اطمینان پذیری آن ها کم است لذا تعیین آزمایش مشخصات ارتعاشی مجموعه اهمیت زیادی دارد.
 
با اندازه گیری فرکانس های طبیعی مجموعه می توان سرعت های دور از حالت تشدید را انتخاب کرد.
با اندازه گیری مشخصات ورودی و خروجی ارتعاشی یک مجموعه می توان جرم، سفتی و میرایی معادل آن را بدست آورد.
برای طراحی ساختمان ها،سکوهای نفتی،مجموعه تعلیق خودرو و ...؛ اطلاعات مربوط به ارتعاشات زمین ناشی از زلزله، طوفان، امواج اقیانوس ها و زبری سطح جاده ها اهمیت دارد و برای این نوع ارتعاشات معمولا روش های تئوری وجود ندارد.

  مهترين نكاتي كه بايد قبل از اندازه گيري ارتعاشات در نظر گرفته شود :
الف) هدف اندازه گيري: هدف اندازه‌گيري شامل ارزيابي ارتعاشی دستگاه مي باشد.
ب) وسيله اندازه گيري
ج) كاليبراسيون: صفر كردن دستگاه در مكاني كه هيچ گونه ارتعاشی نداریم.
 
 
لرزش سنج
نکاتی که  در انتخاب نوسان کننده ضروری است:
 گستره فركانس و دامنه و اندازه مجموعه و شرايط كاركرد مجموعه و نوع پردازش داده ها

سه نکته حایز اهمیت درباره سنسورهای ارتعاش سنج :
- نوع سنسور ( انتخاب صحیح سنسور، با توجه به مشخصات سنسور )
- نصب صحیح سنسور
- وضعیت مناسب اتصالات سنسور و کابل آن


 اساس كار يك شتاب سنج پيزو الكتريك

المان اصلی این نوع از شتاب سنج ها از مواد پیزوالکتریک مثل کوارتز و یا انواع خاصی از سرامیک ساخته می شود. این مواد بر اثر تحریک شدن، سیگنال الکتریکی تولید می کنند. اجزاء اصلی عبارتند از: یک وزنه، ماده کریستال (پیزوالکتریک)، یک فنر برای پیش بارگذاری، تقویت کننده و پایه این نوع پیکربندی به گونه ای است که نیروی وارد بر ماده پیزوالکتریک و در نتیجه سیگنال الکتریکی تولید شده توسط آن، متناسب با شتابی است که بر پایه (base) وارد می شود.

مزایا و معایب سنسور با یک نگه دارنده مغناطیسی چيست؟
 
نصب کردن سنسور با یک نگه دارنده مغناطیسی روی نقطه اندازه گیری، محدوده فرکانسی قابل استفاده وسیعی را فراهم می سازد و حرکت کردن سنسور در طول مدت اندازه گیری منتفی می باشد. عمل نصب سنسور تقریبا سریع تر از روش نگه داری با دست می باشد.با این حال، سطح نقطه اندازه گیری بایستی طبیعتا مغناطیس پذیر بوده و نیز عاری از هر گونه روغن یا گریس باشد.

معایب و مزایای شتاب سنج  پیزوالکتریک :

مزایا:
ساختمان مقاوم ، حساسیت نداشتن به میدانهای معناطیسی ، قابل استفاده در هر جهت ، ابعاد کوچک ، بدنه فولادی زنگ نزن و غیر قابل نفوذ

معایب:
داشتن حساسیت پائین در اندازه گیری از فرکانسهای پائین

 اساس كار پیک آپ ارتعاش سنج :
 
پیک آپ ارتعاشات مبدلی است که همراه با یک وسیله دیگر برای اندازه گیری ارتعاشات مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال زلزله سنج یک نوع پیک آپ است. این وسیله به صورت یک جرم، فنر، میراکننده است که داخل یک  محفظه قرار گرفته است. با این ارایش حرکت انتهای  فنر و انتهای میرا کننده مانند حرکت محفظه است. به این ترتیب با به کارگیری یک عقربه (که به جرم نوسان کننده متصل است) و یک مقیاس درجه بندی شده (که به محفظه متصل است) تغییر مکان جرم نوسانی را نسبت به پایه می توان اندازه گرفت.
 
 لرزش سنج
 
اساس کار سنسورهای ارتعاش سنجی :
 
سنسور ارتعاش سنجی اولین وسیله مورد نیاز برای اندازه گیری ارتعاشات و ابزاری است که حرکت ارتعاشی را حس کرده و آن را به یک سیگنال الکتریکی AC متناسب با حرکت ارتعاشی، تبدیل می کند. سنسورهای ارتعاش سنجی تماسی در 3 گروه دسته بندی می شوند:
1- شتاب سنج   (Accelerometers)
2- سرعت سنج  (Velocity meters)
3- جابجایی سنج  (Displacement Probes)

این پدیده به علت تأخیر زمانی (lag ) بین ورودی و خروجی ابزار اندازه گیری، وقتی که ارتعاش مورد نظر جمع چند ارتعاش نوسانی ساده باشد اهمیت پیدامی کند . هر ابزار اندازه گیری از حرکت جسم تا ارسال سیگنال یک تاخیر زمانی دارد. برای فهم این پدیده خوب به شکل مقابل دقت کنید در نمودار بالایی سیگنال ورودی و در نمودار پایینی سیگنال خروجی مشاهده می شود. خطوط پر نمایانگر دو ارتعاش نوسانی ساده (هارمونیک) با فرکانس های ω و ω  3است که اولی 90 و دومی 180 درجه تاخیر(shift) دارد. میزان تاخیر این دو علاوه بر این که در واحد فاز متفاوت است در واحد زمان هم متفاوت است بنابراین شکل سیگنال اصلی که با خطوط خط چین نشان داده شده و جمع این دو سیگنال است در ورودی و خروجی کاملا متفاوت می شود و ما در خروجی دستگاه اندازه گیری سیگنال متفاوتی از مقدار واقعی می خوانیم به این پدیده اعوجاج فاز (Phase distortion) می گویند. روش های تحلیلی تقریبی مختلفی برای تبدیل سیگنال خروجی به سیگنال واقعی وجود دارد.

 وسایل اندازه گیری فرکانس ارتعاش

1-  دورسنج تک نواری یا دور سنج فولارتون  ( Single reed or Fullarton Tachometer)
2-  دورسنج چند نوار یا دورسنج فرام  (Multi reed Frahm Tachometer)
3-  استروب اسکوپ  (stroboscope)
 
 
لرزش سنج
توجه :
 
 اصطلاح درست تر تاکومتر(Tachometer) است نه دورسنج چون بسیاری از وسایل مرتعش حالت دورانی ندارند.
این ابزارها بر مبنای اصل تشدید در نوسان ها عمل می کنند.

 معایب استفاده از محرک های چکش ضربه ای چیست؟

اولا نمی تواند انرژی کافی را برای ایجاد سیگنال در یک گستره دلخواه فرکانس برآورده کند، ثانیا کنترل جهت نیروی وارده در آن نیز مشکل است.

محرک الکترودینامیکی دارای دو فرکانس طبیعی است :
 
یکی متناظر با فرکانس طبیعی تکیه گاه انعطاف پذیر و دیگری متناظر با فرکانس طبیعی قسمت متحرک که ممکن است خیلی بزرگ باشد.
 
لرزش سنج
 
روشهاي مختلف عيب يابي ارتعاشی :
روش تحليل زماني، تحليل فرکانسي(Spectrum Analysis)
تحليل سپستروم (Cepstrum)
تبديل فوريه زمان کوتاه (Short Time Fourier Transform)
تحليل موجک (Wavelet Transform)
 
جهت خرید یا مشاوره انواع لرزش سنج با انرژی کالا تماس بگیرید.
اطلاعات
  • دسته بندی: آخرین مطالب

فروشگاه انرژی کالا

انرژی کالا یک سایت الکترونیک می باشد که با محوریت مشاوره و تأمین انواع تجهیزات ابزار دقیق و اندازه گیری، کالاهای صنعتی و خدمات فنی مهندسی تأسیس گردیده است.

 

اطلاعات تماس

برای دریافت و ذخیره اطلاعات تماس بارکد زیر را با تلفن همراه خود اسکن کنید.

Untitled 1