Akcelerometry są to podstawowe przetworniki służące do pomiaru wibracji oraz przyspieszeń, wykorzystywane w branżach takich jak motoryzacja, elektronika użytkowa czy maszyny przemysłowe.
Akcelerometr to przetwornik, który mierzy drgania w kategoriach przyspieszenia ruchu struktury. Działa, zamieniając drgania na proporcjonalny sygnał elektryczny, bazując na Drugim Prawie Ruchu Newtona, które mówi, że przyspieszenie (m/s²) jest bezpośrednio proporcjonalne do siły (Newton) działającej na ciało i odwrotnie proporcjonalne do jego masy (gram). W zasadzie, akcelerometr mierzy przyspieszenie pośrednio poprzez wykrywanie siły działającej na jedną z jego osi. Powszechnym podejściem pomiarowym stosowanym w akcelerometrach jest pomiar siły powstającej wskutek oddziaływania poruszającej się masy. Metoda transdukcji zależy od typu akcelerometru, z różnymi konstrukcjami mechanicznymi dla akcelerometrów piezoelektrycznych i MEMS.
Główne typy akcelerometrów obejmują:
Akcelerometry są ważne, ponieważ dostarczają precyzyjnych pomiarów przyspieszenia i drgań, co zwiększa bezpieczeństwo, poprawia nawigację i kontrolę, umożliwia zaawansowane funkcje, wspiera predykcyjne utrzymanie maszyn, monitorowanie sejsmiczne i pomaga w zastosowaniach medycznych. Te zdolności czynią akcelerometry niezbędnymi w różnych branżach, zapewniając efektywne, niezawodne i bezpieczne działania w sektorach motoryzacyjnym, lotniczym, elektroniki konsumenckiej, maszyn przemysłowych, monitoringu stanu konstrukcji oraz w opiece zdrowotnej.
Akcelerometr drgań może mierzyć:
Główne zastosowania akcelerometrów obejmują projektowanie, eksploatację i utrzymanie systemów w różnych branżach. Różne typy akcelerometrów są wybierane w zależności od ich specyficznych możliwości i wymagań danej aplikacji:
Aby używać akcelerometrów do pomiarów drgań, potrzebna jest specyficzna wiedza i doświadczenie. Zwykle te urządzenia są stosowane przez inżynierów, techników i badaczy, którzy mają doświadczenie w obsłudze i interpretacji danych z akcelerometrów.
Akcelerometry są częścią łańcucha pomiarowego mierników drgań, który obejmuje zasilanie, kable i złącza. Prawidłowe zasilanie akcelerometru jest kluczowe dla uzyskania dokładnych odczytów. Tylko tzw. „czyste” akcelerometry piezoelektryczne nie wymagają doprowadzenia zewnętrznego zasilania. W takim przypadku, to przyrząd musi mieć wejście sygnałowe typu ładunkowego. Pozostałe typy akcelerometrów (IEPE, MEMS, piezorezystywne, tensometryczne) muszą mieć doprowadzone zasilanie w standardzie odpowiednim do typu przetwornika. Zastosowanie odpowiednich kabli i złącz zapewnia niezawodną transmisję sygnału i minimalizuje straty danych. Mierniki drgań mogą być jedno- lub wielokanałowe, dlatego akcelerometry są dostępne w wersjach jednoosiowych i trójosiowych.
Podczas wyboru akcelerometru do konkretnej aplikacji należy uwzględnić następujące kluczowe parametry:
Zakres częstotliwości (Hz): Wskazuje zakres częstotliwości drgań, na które akcelerometr reaguje. Na przykład, zakres pomiarowy instrumentu do pomiaru drgań może wynosić od 10 Hz do 1000 Hz, ale mogą być też inne zakresy (w niektórych częściach normy ISO 20816 używa się dolnej granicy nawet 2 Hz).
Zakres dynamiczny (g lub m/s²): To zakres między najmniejszą wykrywalną amplitudą a największą amplitudą przed zniekształceniem sygnału wyjściowego.
Czułość (mV/g lub mV/m/s²): Określa minimalny wykrywalny sygnał lub zmianę sygnału elektrycznego na jednostkę zmiany mechanicznej. Zwykle podawana przy jednej częstotliwości, czułość jest związana z zakresem operacyjnym.
Temperatura: Zakres temperatury pracy, który akcelerometr może wytrzymać.
Masa: Waga akcelerometru, która może wpływać na jego montaż i dokładność pomiaru.
Typ montażu: Metoda, za pomocą której akcelerometr jest przymocowany do powierzchni pomiarowej.
Kompatybilność z miernikiem drgań: Upewnienie się, że akcelerometr działa bezproblemowo z używanym miernikiem drgań.
Prawidłowy dobór i konfiguracja tych elementów zapewniają dokładne i niezawodne pomiary drgań w różnych zastosowaniach.
Aby zapewnić dokładność akcelerometru, wymagana jest początkowa kalibracja oraz weryfikacja w laboratorium co dwa lata. Proces ten polega na ustaleniu wartości odniesienia i dostosowaniu sygnału wyjściowego czujnika do znanych wartości wzorcowych. Regularne kontrole w terenie, zazwyczaj z użyciem przenośnych kalibratorów, takich jak SV110, są niezbędne, aby utrzymać dokładność pomiarów w dłuższym okresie czasu.
Dokładność pomiarów drgań zależy od prawidłowych technik montażu. Prawidłowe zamocowanie akcelerometru do maszyny lub struktury minimalizuje zakłócenia i gwarantuje dokładne rejestrowanie drgań. Główne metody montażu akcelerometrów to:
Skonfigurowanie systemu akwizycji danych wymaga prawidłowego ustawienia urządzenia (miernika drgań) do dokładnego rejestrowania danych. Ważne jest, aby wybrać odpowiednią częstotliwość próbkowania i parametry rejestrowania danych, aby uchwycić potrzebne szczegóły i uniknąć utraty danych. Należy wybrać odpowiednie wyniki, takie jak PEAK, RMS, MAX, PEAK-PEAK, VDV, czy analizę widma częstotliwości (FFT lub 1/3 oktawy), oraz zapisać dane surowe (nagrywanie WAV).
Po zebraniu danych, konieczne jest ich przetworzenie i analiza. Specjalistyczne oprogramowanie, takie jak narzędzia SvanPC++, stosuje filtry i algorytmy do surowych danych, wyciągając istotne informacje o wzorcach drgań, częstotliwościach i amplitudach.
Ostateczny etap polega na interpretacji przetworzonych danych w celu zrozumienia stanu maszyny lub struktury. Na podstawie tej analizy inżynierowie i technicy mogą wprowadzać niezbędne zmiany, aby poprawić wydajność, zapobiegać awariom i zapewnić bezpieczeństwo.
Nasz profesjonalny konsultant pomoże Ci w ustaleniu wszelkich szczegółów, takich jak prawidłowy dobór sprzętu, wymagane akcesoria oraz opcje dodatkowe.
