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全面解說如何為特定的應(yīng)用選擇最佳壓力傳感器和加速度計

來源：上海自動化儀表有限公司作者：發(fā)表時間：2019-02-25 08:44:17【小中大】

    上海自動化儀表有限公司提示大家在狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)用中使用壓力傳感器或加速度計有許多好處。
    實施基于壓力監(jiān)測和分析信息的預(yù)測性維護計劃可以極大地提高工廠的可靠性并提高成本效益。我們上海自動化儀表有限公司來看看如何為您的特定應(yīng)用選擇最佳的壓力傳感器或加速度計。
    測量機械振動是監(jiān)控關(guān)鍵設(shè)備和設(shè)備健康狀況的絕佳方法。
    從歷史上看，即使不是真正需要，也會按計劃進行日常維護。這種防止故障的方法存在兩個問題。首先是不必要地將關(guān)鍵機器脫機的成本。其次，如果在維護工作期間發(fā)生錯誤，則會引入故障風(fēng)險。
    如今，自動狀態(tài)監(jiān)測用于監(jiān)控機器的健康狀況，從而根據(jù)需要而不是根據(jù)日歷中的任意日期來安排維護任務(wù)。
    狀態(tài)監(jiān)測的核心是測量機器或其關(guān)鍵部件的振動。
    這是怎么做到的？
    每臺旋轉(zhuǎn)機器都有自己獨特的振動特性。不平衡或滾動軸承損壞等問題會導(dǎo)致振動特性發(fā)生變化。在大多數(shù)情況下，這種機器的制造商將能夠告訴您正常的振動特性是什么。
    與大多數(shù)其他工業(yè)傳感器和傳感器一樣，選擇的壓力傳感器或加速度計非常適合狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)用。    這對于確保所獲取的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確且適合目的是必要的。使用不合適的設(shè)備可能會導(dǎo)致意外的設(shè)備故障或一臺機器的使用壽命縮短。
    要確定的第一件事是您希望傳感設(shè)備做什么以及它將在何種環(huán)境或位置使用？
 
選擇加速度計
    首先，您想要持續(xù)監(jiān)控機器的振動水平嗎？或者您會定期進行振動分析和監(jiān)測嗎？
    在保護機械和設(shè)備方面，最有效的系統(tǒng)是完全集成的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。對于這種類型的安裝，具有DC輸出的加速度計更合適。
    這種類型的加速度計產(chǎn)生的輸出與速度或加速度成比例，范圍為4-20ma。這意味著它們可以與大多數(shù)PLC一起使用，以持續(xù)監(jiān)控工廠設(shè)備和機器。當(dāng)然，如果需要，這也可以延伸到觸發(fā)任何機器的自動關(guān)閉。
    接下來要考慮的是加速度計的頻率響應(yīng)。大多數(shù)通用壓力傳感器（交流和直流）頻率響應(yīng)在1Hz以下開始。這對大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用來說都沒問題。
    但是，如果您的應(yīng)用程序正在測量大型結(jié)構(gòu)（例如橋接器）中的運動，則需要一個可以測量低至DC（0Hz）的專用低頻傳感器。通用加速度計的上限通常約為12kHz。如果您需要高于此特殊用途，設(shè)備可用于高達(dá)40 kHz的頻率。
    之后，您需要確定要檢測的輸出變化有多小。
    例如，加速度計的一個特定模型可以具有±80g的操作范圍，但是可以具有不同的靈敏度。我們假設(shè)您使用的是具有±80g和100m / vg靈敏度的操作范圍的設(shè)備。在全工作范圍內(nèi)，該傳感器將輸出-8v~ + 8V，加速度變化1g，相當(dāng)于100mv的變化。
    如果這個傳感器僅用于監(jiān)測大約±8g的振動，那么您可能會發(fā)現(xiàn)這不足以改變輸出。在哪個花瓶中選擇靈敏度為1V的加速度計會更好。這是因為1g的變化相當(dāng)于1V的變化，因此更容易監(jiān)控。
    加速度計的4-20mA輸出可以連接到PLC或簡單的顯示/控制器單元，這樣當(dāng)檢測到正常振動特性的變化時，就會發(fā)出警報。
    在某些應(yīng)用中，您可能需要進行更深入的機器分析。如果是這種情況，那么我們建議使用加速度計，例如MTN / 1186。它有兩個輸出，一個標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA總振動信號，以及一個交流振動波形。4-20mA信號可用于PLC的粗略監(jiān)控，可用于例如在出現(xiàn)任何問題時關(guān)閉風(fēng)扇電機并防止嚴(yán)重?fù)p壞。
    AC振動波形可以與FFT（快速傅立葉變換）分析儀一起使用，以查看各種頻率分量。例如，軸承故障等一些事情會產(chǎn)生比通常的轉(zhuǎn)速高得多的頻率。如果滾珠軸承中有36個滾珠，則失效滾珠的頻率分量將是輸出振動特征，其諧波分量是基本旋轉(zhuǎn)頻率的36倍。雖然它可能不會給最終幅度增加太多，這意味著4-20mA信號不會有太大差異，但AC振動波形將允許您使用FFT分析儀觀察它。
 
手持式振動儀表
    我們經(jīng)常遇到的一個問題是如何知道有多少毫米/秒的振動用作滿量程，如果機器制造商無法提供這些信息，那么使用小型工廠手持式壓力計可能就足夠了。這可以為您提供現(xiàn)場測量的測量，因此您可以了解所需的加速度計。當(dāng)您無法證明安裝固定狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的費用時，它也是單件機械現(xiàn)場監(jiān)控的理想選擇。
    帶有交流輸出的壓力傳感器或加速度計是分析任務(wù)的理想選擇。這是因為輸出可以很容易地輸入頻譜分析儀或示波器，使您可以收集振動幅度和結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。
    到目前為止，我們上海自動化儀表有限公司已經(jīng)假定加速度計將用于通用工業(yè)應(yīng)用。
 
環(huán)境考慮因素
    但是，情況并非總是如此。某些應(yīng)用可能要求加速度計必須能夠承受高溫，水，濕度和危險環(huán)境等因素。上海自動化儀表有限公司具有某些特性的加速度計，例如密封至IP67或68，或具有高或低工作溫度的設(shè)備。
    對于危險區(qū)域，需要使用具有IECEx認(rèn)證的本安型設(shè)備，或者已獲得Simtars批準(zhǔn)的符合ANZex標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。
 
全面解說如何為特定的應(yīng)用選擇最佳壓力傳感器和加速度計
    最后但并非最不重要的是，有可用的物理空間和易于訪問。
    如果您要安裝加速度計，通常會決定是否需要側(cè)入式電纜或頂部入口電纜。
    使用具有連接器的壓力傳感器變得越來越普遍。原因在于，為了維護目的，有必要移除加速度計，以節(jié)省時間和成本。但是，初始連接器安裝的成本要高得多，因此直接電纜總能為您提供較低的安裝價格和完美的可靠性。
    對于重型振動應(yīng)用，建議不要在加速度計上使用連接器。這需要鎧裝電纜直接連接到加速度計。使用現(xiàn)代電纜扎帶，移除傳感器并不困難，它將以更低的成本和更高的可靠性獎勵您。這是因為連接器始終是安裝中的弱點。連接器內(nèi)的焊接接頭容易出現(xiàn)故障。嵌入環(huán)氧樹脂填充物中的直接電纜將確保更長的使至關(guān)重要的是，您最終使用的加速度計是適合用途的，因為它們通常用于保護不僅具有高資本成本的設(shè)備，而且還用于防止昂貴且破壞性的關(guān)閉。
    精心設(shè)計的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，包括振動監(jiān)測和分析的使用，減少了對昂貴的，不定期的工廠停工的需求。
    我們在污水處理廠看到了一個案例，其中一系列大型通風(fēng)風(fēng)扇沒有安裝振動監(jiān)測裝置。一個風(fēng)扇上的刀片出現(xiàn)故障，由此產(chǎn)生的振動破壞了風(fēng)扇機柜，風(fēng)扇電機，嚴(yán)重?fù)p壞了兩個相鄰的風(fēng)扇機柜?？偩S修費超過25萬美元！