Voor het bewaken en monitoren van roterende machines (pompen, motoren, ventilatoren, tandwielkasten) wilt u natuurlijk betrouwbare en hoogwaardige trillingsbewaking-systemen inzetten. In dit artikel bespreken we 11 punten van aandacht bij het kiezen van de juiste accelerometer voor industriële toepassingen.
#1 Acceleratie-meetbereik
De meeste industriële toepassingen maken gebruik van een 80g of 50g acceleratie-meetbereik.
- 80g-sensoren bieden een breder dynamisch meetbereik.
- 50g-sensoren kunnen het signaal afknijpen wat resulteert in een overbelasting van de sensor als de trillingsamplitude groter is dan het meetbereik. Dit afknijpen heet klippen, ofwel clipping in het Engels.
#2 Betrouwbaarheid van meetsignaal gedurende sensor-levensduur
- Een sensor kan aan veel externe invloeden onderhevig zijn wat effect heeft op de nauwkeurigheid van de sensor op lange termijn:
- Piëzo-elektrische stabilisatie van het PZT-kristal minimaliseert signaalverloop gedurende lange tijd (meerdere jaren).
- Hermetische afdichting (bij voorkeur geverifieerd door helium lektests) beschermt interne componenten tegen externe vervuiling en oxidatie).
- Verifieer of de fabrikant reliability data beschikbaar heeft, bijvoorbeeld Mean Time Between Failure (MTBF), oftewel de gemiddelde interval waarbij de sensor storingsvrij functioneert.
#3 Gevoeligheid tolerantie
Industriële accelerometers hebben over het algemeen een gevoeligheidstolerantiebereik van 5% tot 20%. Een tolerantieband van 5% geeft de hoogste nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid en een bredere tolerantie van 10-20% kan worden gebruikt wanneer de exacte gevoeligheidswaarde kan worden geprogrammeerd in de data-acquisitie-apparatuur.
Toleranties zijn het belangrijkst als uw datacollector of onlinesysteem niet goed kan omgaan met veranderende gevoeligheden voor individuele versnellingsmeters. Een meettrend kan sterke afwijkingen vertonen wanneer opnemers met een tolerantie van 20% onderling uitgewisseld worden.
#4 Versnelling versus snelheid
Acceleratie- en snelheidssensoren (velocity) detecteren ieder verschillende soorten machinefouten:
- Voor de meeste toepassingen worden snelheidssensoren ingezet, omdat een snelheidssignaal over het algemeen de beste indicator is om de status van de machine te monitoren. Dit geldt zowel voor langzame als snelle roterende machines/ componenten.
- Het signaal van acceleratie opnemers kan, wanneer de juiste gevoeligheid en kwaliteit is gekozen, doormidden van integratie omgezet worden naar snelheid (velocity).
- Het meten van acceleratie is eerder geschikt voor het monitoren op tandwielfrequenties en voor vroege detectie van lagerproblemen.
- Het signaal van acceleratie-opnemers kan, wanneer de juiste gevoeligheid en kwaliteit is gekozen, door middel van integratie omgezet worden naar snelheid (velocity) waarmee met één opnemer beide meetgrootheden geregistreerd kunnen worden.
- Voor beide oplossingen geldt dat er voor het uitgangssignaal een verscheidenheid aan opties zijn: boven- of zijuitgang, een bereik van gevoeligheden en toleranties, integrale bekabeling en certificeringen voor explosiegevaarlijke gebieden.
#5 Certificeringen voor gevaarlijke gebieden
Vibratiesensoren zijn verkrijgbaar met certificeringen voor vrijwel ieder type explosiegevaarlijk gebied die in industriële omgevingen voorkomen (ATEX). Let er bij het kiezen van de accelerometer dus goed op dat deze geschikt is voor de juiste zone waarin deze geïnstalleerd wordt.
#6 Resonantiefrequentie van een sensor
Meetfrequenties welke in de buurt liggen van de resonantiefrequentie van de opnemer kunnen zorgen voor foute metingen. Het signaal kan gaan ‘klippen’ hetgeen zorgt voor laagfrequent spooksignalen. De resonantiefrequenties van de opnemer behoort ongeveer twee keer hoger te zijn dan de hoogste te verwachten meetfrequentie.
#7 Temperatuurbereik
Stel van te voren vast wat de temperatuur zal zijn alwaar de accelerometer zal worden geïnstalleerd. De omgevingstemperatuur heeft veel invloed op de keuze welk type accelerometer geschikt is voor de toepassing.
- Standaard industriële accelerometers met ingebouwde elektronica zijn beperkt tot 120°C.
- Componenten van hoge kwaliteit zorgen ervoor dat sommige sensoren een temperatuurbereik van 150°C hebben.
- Piëzo-elektrische accelerometers, die geen interne elektronische schakelingen bevatten, werken meestal tot 260°C
- Speciale hoge temperatuursensorelementen maken het mogelijk om bij temperaturen tot 760°C ingezet te worden, maar deze sensoren vereisen ook andere afwegingen, dus het is belangrijk om de vereisten voor wat betreft het temperatuurbereik af te wegen met factoren zoals prijs en robuustheid.
#8 Bekabeling
Er is veel keuze in de bekabeling van accelerometers en het is daarom belangrijk om op de volgende punten te letten:
- Keramische / metalen doorvoeren scheiden interne sensoronderdelen van de kabel om alle vocht en contaminatie uit de sensor te houden
- Het uitsluitend testen van sensoren op het drukniveau die in de specificaties zijn opgegeven kan ervoor zorgen dat een breuk niet wordt opgemerkt. Voor onderwater-toepassingen moeten sensoren ook getest worden op meerdere drukniveaus om problemen te detecteren.
- Bij diepe onderwatertoepassingen moet een kabel met isolatie worden gebruikt die schade aan de kabel voorkomt als er water in komt.
#9 – Isolatie en behuizing
Het ontwerp van de sensor en kabels moeten het signaal beschermen tegen omgevingsfactoren die de gegevens kunnen beïnvloeden:
- Het is noodzakelijk een afgeschermde kabel te gebruiken waarbij de afscherming doorloopt tot aan de aansluitbox (dus niet alleen tot aan de sensor) om aardlussen en statische lading te voorkomen.
- Sensoren moeten zijn ontworpen om bestand te zijn tegen ESD (elektrostatische ontlading) tot 20.000 volt, maar deze specificatie staat meestal niet op gegevensbladen en moet worden aangevraagd door de fabrikant.
- Montagepads kunnen worden gebruikt om isolatie te bieden (tot 1.500 volt), in omgevingen wanneer er potentiaalverschillen met hoge spanning, hoge statische ladingsopbouw of onzekere aardingsomstandigheden kunnen zijn.
#10 – Meetbereik
100 mV/g-sensoren worden het meest gebruikt om industriële roterende apparatuur te monitoren, maar er zijn uitzonderingen:
- 10 mV / g-sensoren voor toepassingen met hoge g-krachten, zoals hoogtoerige turbines of bewaking van de tweede en derde harmonische van de tandwielfrequenties.
- 500 mV / g sensoren voor laagfrequente toepassingen zoals het bewaken van windturbinebladen of langzaam roterende machines in koeltorens.
#11 – Technische ondersteuning
Gezien het aantal belangrijke overwegingen bij de keuze van de accelerometer, is de technische ondersteuning van de fabrikant en een bekwaam verkoopteam van cruciaal belang voor het selecteren van de juiste accelerometer voor uw toepassing. Istec kan u wegwijs maken in het brede aanbod van accelerometers, en helpen bij het selecteren van de juiste sensor voor verschillende industriële applicatie(s). Onze specialisten, met jarenlange ervaring op het gebied van vibratiemetingen- en sensoren, kunnen daarnaast de installatie uitvoeren of u hierin ondersteunen.
