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全面解說(shuō)如何為特定的應(yīng)用選擇最佳壓力傳感器和加速度計(jì)

來(lái)源：上海自動(dòng)化儀表有限公司作者：發(fā)表時(shí)間：2019-02-25 08:44:17【小中大】

上海自動(dòng)化儀表有限公司提示大家在狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用中使用壓力傳感器或加速度計(jì)有許多好處。

實(shí)施基于壓力監(jiān)測(cè)和分析信息的預(yù)測(cè)性維護(hù)計(jì)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(dòng)化儀表有限公司來(lái)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(jì)。

測(cè)量機(jī)械振動(dòng)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(huì)按計(jì)劃進(jìn)行日常維護(hù)。這種防止故障的方法存在兩個(gè)問(wèn)題。首先是不必要地將關(guān)鍵機(jī)器脫機(jī)的成本。其次，如果在維護(hù)工作期間發(fā)生錯(cuò)誤，則會(huì)引入故障風(fēng)險(xiǎn)。

如今，自動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)用于監(jiān)控機(jī)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(lái)安排維護(hù)任務(wù)。

狀態(tài)監(jiān)測(cè)的核心是測(cè)量機(jī)器或其關(guān)鍵部件的振動(dòng)。

這是怎么做到的？

每臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)器都有自己獨(dú)特的振動(dòng)特性。不平衡或滾動(dòng)軸承損壞等問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)特性發(fā)生變化。在大多數(shù)情況下，這種機(jī)器的制造商將能夠告訴您正常的振動(dòng)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(jì)非常適合狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用。這對(duì)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(huì)導(dǎo)致意外的設(shè)備故障或一臺(tái)機(jī)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(jì)

首先，您想要持續(xù)監(jiān)控機(jī)器的振動(dòng)水平嗎？或者您會(huì)定期進(jìn)行振動(dòng)分析和監(jiān)測(cè)嗎？

在保護(hù)機(jī)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(cè)系統(tǒng)。對(duì)于這種類(lèi)型的安裝，具有DC輸出的加速度計(jì)更合適。

這種類(lèi)型的加速度計(jì)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(jī)器。當(dāng)然，如果需要，這也可以延伸到觸發(fā)任何機(jī)器的自動(dòng)關(guān)閉。

接下來(lái)要考慮的是加速度計(jì)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(kāi)始。這對(duì)大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用來(lái)說(shuō)都沒(méi)問(wèn)題。

但是，如果您的應(yīng)用程序正在測(cè)量大型結(jié)構(gòu)（例如橋接器）中的運(yùn)動(dòng)，則需要一個(gè)可以測(cè)量低至DC（0Hz）的專(zhuān)用低頻傳感器。通用加速度計(jì)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(cè)的輸出變化有多小。

例如，加速度計(jì)的一個(gè)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(gè)傳感器僅用于監(jiān)測(cè)大約±8g的振動(dòng)，那么您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)這不足以改變輸出。在哪個(gè)花瓶中選擇靈敏度為1V的加速度計(jì)會(huì)更好。這是因?yàn)?g的變化相當(dāng)于1V的變化，因此更容易監(jiān)控。

加速度計(jì)的4-20mA輸出可以連接到PLC或簡(jiǎn)單的顯示/控制器單元，這樣當(dāng)檢測(cè)到正常振動(dòng)特性的變化時(shí)，就會(huì)發(fā)出警報(bào)。

在某些應(yīng)用中，您可能需要進(jìn)行更深入的機(jī)器分析。如果是這種情況，那么我們建議使用加速度計(jì)，例如MTN / 1186。它有兩個(gè)輸出，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA總振動(dòng)信號(hào)，以及一個(gè)交流振動(dòng)波形。4-20mA信號(hào)可用于PLC的粗略監(jiān)控，可用于例如在出現(xiàn)任何問(wèn)題時(shí)關(guān)閉風(fēng)扇電機(jī)并防止嚴(yán)重?fù)p壞。

AC振動(dòng)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(huì)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(gè)滾珠，則失效滾珠的頻率分量將是輸出振動(dòng)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(huì)給最終幅度增加太多，這意味著4-20mA信號(hào)不會(huì)有太大差異，但AC振動(dòng)波形將允許您使用FFT分析儀觀察它。

手持式振動(dòng)儀表

我們經(jīng)常遇到的一個(gè)問(wèn)題是如何知道有多少毫米/秒的振動(dòng)用作滿量程，如果機(jī)器制造商無(wú)法提供這些信息，那么使用小型工廠手持式壓力計(jì)可能就足夠了。這可以為您提供現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的測(cè)量，因此您可以了解所需的加速度計(jì)。當(dāng)您無(wú)法證明安裝固定狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的費(fèi)用時(shí)，它也是單件機(jī)械現(xiàn)場(chǎng)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(jì)是分析任務(wù)的理想選擇。這是因?yàn)檩敵隹梢院苋菀椎剌斎腩l譜分析儀或示波器，使您可以收集振動(dòng)幅度和結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。

到目前為止，我們上海自動(dòng)化儀表有限公司已經(jīng)假定加速度計(jì)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(jì)必須能夠承受高溫，水，濕度和危險(xiǎn)環(huán)境等因素。上海自動(dòng)化儀表有限公司具有某些特性的加速度計(jì)，例如密封至IP67或68，或具有高或低工作溫度的設(shè)備。

對(duì)于危險(xiǎn)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(shuō)如何為特定的應(yīng)用選擇最佳壓力傳感器和加速度計(jì)

最后但并非最不重要的是，有可用的物理空間和易于訪問(wèn)。

如果您要安裝加速度計(jì)，通常會(huì)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(lái)越普遍。原因在于，為了維護(hù)目的，有必要移除加速度計(jì)，以節(jié)省時(shí)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(jià)格和完美的可靠性。

對(duì)于重型振動(dòng)應(yīng)用，建議不要在加速度計(jì)上使用連接器。這需要鎧裝電纜直接連接到加速度計(jì)。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(jiǎng)勵(lì)您。這是因?yàn)檫B接器始終是安裝中的弱點(diǎn)。連接器內(nèi)的焊接接頭容易出現(xiàn)故障。嵌入環(huán)氧樹(shù)脂填充物中的直接電纜將確保更長(zhǎng)的使至關(guān)重要的是，您最終使用的加速度計(jì)是適合用途的，因?yàn)樗鼈兺ǔＳ糜诒Ｗo(hù)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(jì)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括振動(dòng)監(jiān)測(cè)和分析的使用，減少了對(duì)昂貴的，不定期的工廠停工的需求。

我們?cè)谖鬯幚韽S看到了一個(gè)案例，其中一系列大型通風(fēng)風(fēng)扇沒(méi)有安裝振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。一個(gè)風(fēng)扇上的刀片出現(xiàn)故障，由此產(chǎn)生的振動(dòng)破壞了風(fēng)扇機(jī)柜，風(fēng)扇電機(jī)，嚴(yán)重?fù)p壞了兩個(gè)相鄰的風(fēng)扇機(jī)柜?？偩S修費(fèi)超過(guò)25萬(wàn)美元！

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