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全面解說(shuō)如何為特定的應用選擇最佳壓力傳感器和加速度計
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)監測應用中使用壓力傳感器或加速度計有許多好處。
實(shí)施基于壓力監測和分析信息的預測性維護計劃可以極大地提高工廠(chǎng)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用選擇最佳的壓力傳感器或加速度計。
測量機械振動(dòng)是監控關(guān)鍵設備和設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 )按計劃進(jìn)行日常維護。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)鍵機器脫機的成本。其次，如果在維護工作期間發(fā)生錯誤，則會(huì )引入故障風(fēng)險。
如今，自動(dòng)狀態(tài)監測用于監控機器的健康狀況，從而根據需要而不是根據日歷中的任意日期來(lái)安排維護任務(wù)。
狀態(tài)監測的核心是測量機器或其關(guān)鍵部件的振動(dòng)。
這是怎么做到的？
每臺旋轉機器都有自己獨特的振動(dòng)特性。不平衡或滾動(dòng)軸承損壞等問(wèn)題會(huì )導致振動(dòng)特性發(fā)生變化。在大多數情況下，這種機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)監測應用。 這對于確保所獲取的數據準確且適合目的是必要的。使用不合適的設備可能會(huì )導致意外的設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，您想要持續監控機器的振動(dòng)水平嗎？或者您會(huì )定期進(jìn)行振動(dòng)分析和監測嗎？
在保護機械和設備方面，最有效的系統是完全集成的狀態(tài)監測系統。對于這種類(lèi)型的安裝，具有DC輸出的加速度計更合適。
這種類(lèi)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(zhù)它們可以與大多數PLC一起使用，以持續監控工廠(chǎng)設備和機器。當然，如果需要，這也可以延伸到觸發(fā)任何機器的自動(dòng)關(guān)閉。
接下來(lái)要考慮的是加速度計的頻率響應。大多數通用壓力傳感器（交流和直流）頻率響應在1Hz以下開(kāi)始。這對大多數工業(yè)應用來(lái)說(shuō)都沒(méi)問(wèn)題。
但是，如果您的應用程序正在測量大型結構（例如橋接器）中的運動(dòng)，則需要一個(gè)可以測量低至DC（0Hz）的專(zhuān)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，設備可用于高達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(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。我們假設您使用的是具有±80g和100m / vg靈敏度的操作范圍的設備。在全工作范圍內，該傳感器將輸出-8v~ + 8V，加速度變化1g，相當于100mv的變化。
如果這個(gè)傳感器僅用于監測大約±8g的振動(dòng)，那么您可能會(huì )發(fā)現這不足以改變輸出。在哪個(gè)花瓶中選擇靈敏度為1V的加速度計會(huì )更好。這是因為1g的變化相當于1V的變化，因此更容易監控。
加速度計的4-20mA輸出可以連接到PLC或簡(jiǎn)單的顯示/控制器單元，這樣當檢測到正常振動(dòng)特性的變化時(shí)，就會(huì )發(fā)出警報。
在某些應用中，您可能需要進(jìn)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(gè)輸出，一個(gè)標準的4-20mA總振動(dòng)信號，以及一個(gè)交流振動(dòng)波形。4-20mA信號可用于PLC的粗略監控，可用于例如在出現任何問(wèn)題時(shí)關(guān)閉風(fēng)扇電機并防止嚴重損壞。
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(zhù)4-20mA信號不會(huì )有太大差異，但AC振動(dòng)波形將允許您使用FFT分析儀觀(guān)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(mǎn)量程，如果機器制造商無(wú)法提供這些信息，那么使用小型工廠(chǎng)手持式壓力計可能就足夠了。這可以為您提供現場(chǎng)測量的測量，因此您可以了解所需的加速度計。當您無(wú)法證明安裝固定狀態(tài)監測系統的費用時(shí)，它也是單件機械現場(chǎng)監控的理想選擇。
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(dòng)幅度和結構的數據。
到目前為止，我們上海自動(dòng)化儀表有限公司已經(jīng)假定加速度計將用于通用工業(yè)應用。
環(huán)境考慮因素
但是，情況并非總是如此。某些應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(dòng)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備。
對于危險區域，需要使用具有IECEx認證的本安型設備，或者已獲得Simtars批準的符合ANZex標準的設備。
最后但并非最不重要的是，有可用的物理空間和易于訪(fǎng)問(wèn)。
如果您要安裝加速度計，通常會(huì )決定是否需要側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，為了維護目的，有必要移除加速度計，以節省時(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。
對于重型振動(dòng)應用，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(diǎn)。連接器內的焊接接頭容易出現故障。嵌入環(huán)氧樹(shù)脂填充物中的直接電纜將確保更長(cháng)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備，而且還用于防止昂貴且破壞性的關(guān)閉。
精心設計的狀態(tài)監測系統，包括振動(dòng)監測和分析的使用，減少了對昂貴的，不定期的工廠(chǎng)停工的需求。
我們在污水處理廠(chǎng)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)監測裝置。一個(gè)風(fēng)扇上的刀片出現故障，由此產(chǎn)生的振動(dòng)破壞了風(fēng)扇機柜，風(fēng)扇電機，嚴重損壞了兩個(gè)相鄰的風(fēng)扇機柜?？偩S修費超過(guò)25萬(wàn)美元！
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