11 Tipps für die Auswahl des richtigen industriellen IEPE-Beschleunigungsmessers

Für die Überwachung und Kontrolle von rotierenden Maschinen (Pumpen, Motoren, Ventilatoren, Getriebe) wollen Sie natürlich zuverlässige und qualitativ hochwertige Schwingungsüberwachungssysteme einsetzen. In diesem Artikel gehen wir auf 11 wichtige Punkte ein, die bei der Auswahl des richtigen Beschleunigungsaufnehmers für industrielle Anwendungen zu beachten sind.

#1 Beschleunigungsmessbereich

Die meisten industriellen Anwendungen verwenden einen Beschleunigungsmessbereich von 80g oder 50g.

• 80g-Sensoren bieten einen breiteren dynamischen Messbereich.
• 50g-Sensoren können das Signal abschneiden, was zu einer Überlastung des Sensors führt, wenn die Schwingungsamplitude den Messbereich überschreitet. Diese Übersteuerung wird im Englischen als "clipping" bezeichnet.

#2 Zuverlässigkeit des Messsignals über die gesamte Lebensdauer des Sensors

• Ein Sensor kann durch viele externe Faktoren beeinflusst werden, was sich auf seine langfristige Genauigkeit auswirkt:
  • Die piezoelektrische Stabilisierung des PZT-Kristalls minimiert die Signalabweichung über einen langen Zeitraum (mehrere Jahre).
  • Eine hermetische Versiegelung (vorzugsweise durch Helium-Lecktests überprüft) schützt die internen Komponenten vor externer Verschmutzung und Oxidation.
• Prüfen Sie, ob der Hersteller Angaben zur Zuverlässigkeit macht, wie z. B. die MTBF (Mean Time Between Failure), die angibt, wie lange der Sensor im Durchschnitt ohne Ausfall arbeitet.

#3 Empfindlichkeitstoleranz

Industrielle Beschleunigungsaufnehmer haben in der Regel einen Empfindlichkeitstoleranzbereich von 5 % bis 20 %. Ein Toleranzband von 5 % bietet die höchste Genauigkeit und Reproduzierbarkeit, während eine breitere Toleranz von 10-20 % verwendet werden kann, wenn der genaue Empfindlichkeitswert in die Datenerfassungsgeräte programmiert werden kann.

Toleranzen sind vor allem dann wichtig, wenn Ihr Datensammler oder Ihr Online-System nicht in der Lage ist, wechselnde Empfindlichkeiten einzelner Beschleunigungsaufnehmer effektiv zu handhaben. Ein Messtrend kann erhebliche Abweichungen aufweisen, wenn Sensoren mit einer Toleranz von 20 % ausgetauscht werden.

#4 Beschleunigung vs. Drehzahl

Beschleunigungs- und Drehzahlsensoren erkennen verschiedene Arten von Maschinenfehlern:

• Für die meisten Anwendungen werden Drehzahlsensoren verwendet, da ein Geschwindigkeitssignal im Allgemeinen der beste Indikator für die Überwachung des Maschinenzustands ist und sich sowohl für langsam als auch schnell rotierende Maschinen/Komponenten eignet.
• Das Signal von Beschleunigungsaufnehmern kann durch Integration in Drehzahl umgewandelt werden, wenn die entsprechende Empfindlichkeit und Qualität gewählt wird.
• Die Beschleunigungsmessung eignet sich besser für die Überwachung von Getriebefrequenzen und die Früherkennung von Lagerproblemen.
• Das Signal von Beschleunigungsmessern kann durch Integration in Drehzahl umgewandelt werden, so dass beide Messarten mit einem Sensor erfasst werden können.
• Für beide Lösungen gibt es verschiedene Optionen für das Ausgangssignal: oberer oder seitlicher Ausgang, eine Reihe von Empfindlichkeiten und Toleranzen, integrierte Verkabelung und Zertifizierungen für explosionsgefährdete Bereiche.

#5 Zertifizierungen für gefährliche Bereiche

Vibrationssensoren sind mit Zertifizierungen für fast alle Arten von Gefahrenbereichen in industriellen Umgebungen (ATEX) erhältlich. Achten Sie bei der Auswahl des Aufnehmers darauf, dass er für die richtige Zone geeignet ist, in der er installiert werden soll.

• Sehen Sie sich unsere ATEX-Schwingungssensoren/Beschleunigungsaufnehmer an »

#6 Sensor-Resonanzfrequenz

Messfrequenzen in der Nähe der Resonanzfrequenz des Sensors können zu fehlerhaften Messwerten führen. Das Signal kann abfallen, was zu niederfrequenten Geistersignalen führt. Die Resonanzfrequenzen des Sensors sollten etwa doppelt so hoch sein wie die höchste erwartete Messfrequenz.

#7 Temperaturbereich

Ermitteln Sie im Voraus, welche Temperatur an dem Ort herrscht, an dem der Beschleunigungsaufnehmer installiert werden soll. Die Umgebungstemperatur hat großen Einfluss darauf, welcher Typ von Beschleunigungsaufnehmer für die Anwendung geeignet ist.

• Industrielle Standard-Beschleunigungsaufnehmer mit eingebauter Elektronik sind auf 120°C begrenzt.
• Hochwertige Komponenten ermöglichen den Betrieb einiger Sensoren bei Temperaturen von bis zu 150°C.
• Piezoelektrische Beschleunigungsmesser, die keine internen elektronischen Schaltkreise enthalten, arbeiten in der Regel bis zu 260°C.
• Spezielle Hochtemperatursensorelemente ermöglichen den Betrieb bei Temperaturen von bis zu 760 °C. Diese Sensoren erfordern jedoch auch andere Überlegungen, so dass es wichtig ist, die Temperaturanforderungen mit Faktoren wie Kosten und Robustheit in Einklang zu bringen.

#8 Verkabelung

Es gibt viele Möglichkeiten für die Verkabelung von Beschleunigungssensoren, daher ist es wichtig, die folgenden Punkte zu beachten:

• Keramik-/Metalldurchführungen trennen die internen Sensorkomponenten vom Kabel, um Feuchtigkeit und Verunreinigungen aus dem Sensor fernzuhalten.
• Wenn Sensoren nur bei dem in den Spezifikationen angegebenen Druckniveau getestet werden, wird ein Bruch möglicherweise nicht erkannt. Bei Unterwasseranwendungen sollten die Sensoren auch bei mehreren Druckstufen getestet werden, um Probleme zu erkennen.
• Für Tiefseeanwendungen sollte ein Kabel mit einer Isolierung verwendet werden, die bei Wassereintritt keine Schäden verursacht.

• Verkabelung und Steckverbinder für Schwingungssensoren »

#9 - Isolierung und Gehäuse

Die Konstruktion des Sensors und der Kabel muss das Signal vor Umwelteinflüssen schützen, die die Daten beeinflussen können:

• Es ist notwendig, ein abgeschirmtes Kabel zu verwenden, bei dem die Abschirmung bis zur Anschlussdose (und nicht nur bis zum Sensor) reicht, um Erdschleifen und statische Aufladung zu vermeiden.
• Sensoren sollten für eine ESD-Beständigkeit (elektrostatische Entladung) von bis zu 20.000 Volt ausgelegt sein, aber diese Spezifikation ist in der Regel nicht in den Datenblättern aufgeführt und muss beim Hersteller erfragt werden.
• Montagepads können in Umgebungen mit hohen Spannungsunterschieden, hoher statischer Aufladung oder unsicheren Erdungsbedingungen für Isolierung (bis zu 1.500 Volt) sorgen.

#10 - Messbereich

100-mV/g-Sensoren werden am häufigsten für die Überwachung rotierender Industrieanlagen verwendet, aber es gibt auch Ausnahmen:

• 10 mV/g-Sensoren für Anwendungen mit hohen Beschleunigungskräften, z. B. bei Hochgeschwindigkeitsturbinen oder zur Überwachung der zweiten und dritten Harmonischen von Getriebefrequenzen.
• 500 mV/g-Sensoren für Niederfrequenzanwendungen, z. B. zur Überwachung von Windturbinenflügeln oder langsam rotierenden Maschinen in Kühltürmen.

#11 - Technische Unterstützung

Angesichts der vielen wichtigen Überlegungen bei der Wahl des Beschleunigungssensors ist die technische Unterstützung durch den Hersteller und ein kompetentes Vertriebsteam entscheidend für die Auswahl des richtigen Beschleunigungssensors für Ihre Anwendung. Istec kann Sie durch die breite Palette von Beschleunigungsaufnehmern führen und Ihnen helfen, den richtigen Sensor für verschiedene industrielle Anwendungen auszuwählen. Unsere Spezialisten mit jahrelanger Erfahrung im Bereich der Schwingungsmessung und -sensorik können auch die Installation durchführen oder Sie bei diesem Prozess unterstützen.