Pour surveiller et superviser les machines tournantes (pompes, moteurs, ventilateurs, réducteurs), vous souhaitez naturellement utiliser des systèmes de surveillance des vibrations fiables et de haute qualité. Dans cet article, nous abordons 11 points clés à prendre en compte lors du choix de l'accéléromètre approprié pour les applications industrielles.
#1 Plage de mesure de l'accélération
La plupart des applications industrielles utilisent une plage de mesure d'accélération de 80g ou 50g.
- Les capteurs 80g offrent une plage de mesure dynamique plus large.
- Les capteurs 50g peuvent écrêter le signal, ce qui entraîne une surcharge du capteur si l'amplitude de la vibration dépasse la plage de mesure. Cet écrêtage est appelé "clipping" en anglais.
#2 Fiabilité du signal de mesure pendant toute la durée de vie du capteur
- Un capteur peut être affecté par de nombreux facteurs externes, ce qui a un impact sur sa précision à long terme :
- La stabilisation piézoélectrique du cristal PZT minimise la dérive du signal sur une longue période (plusieurs années).
- Le scellement hermétique (de préférence vérifié par des tests d'étanchéité à l'hélium) protège les composants internes de la contamination externe et de l'oxydation.
- Vérifiez si le fabricant fournit des données de fiabilité, telles que le temps moyen entre deux défaillances (MTBF), qui indique l'intervalle moyen pendant lequel le capteur fonctionne sans défaillance.
#3 Sensibilité Tolérance
Les accéléromètres industriels ont généralement une plage de tolérance de sensibilité de 5 % à 20 %. Une bande de tolérance de 5 % offre la plus grande précision et reproductibilité, tandis qu'une tolérance plus large de 10 à 20 % peut être utilisée lorsque la valeur exacte de la sensibilité peut être programmée dans l'équipement d'acquisition de données.
Les tolérances sont particulièrement importantes si votre collecteur de données ou votre système en ligne ne peut pas gérer efficacement les variations de sensibilité des accéléromètres individuels. Une tendance de mesure peut présenter des écarts significatifs lorsque l'on échange des capteurs dont la tolérance est de 20 %.
#4 Accélération vs. vitesse
Les capteurs d'accélération et de vitesse détectent différents types de défauts de la machine :
- Pour la plupart des applications, les capteurs de vitesse sont utilisés parce qu'un signal de vitesse est généralement le meilleur indicateur pour surveiller l'état de la machine. Ils conviennent aussi bien aux machines/composants à rotation lente qu'à ceux à rotation rapide.
- Le signal des accéléromètres peut être converti en vitesse par intégration lorsque la sensibilité et la qualité appropriées sont choisies.
- La mesure de l'accélération est plus adaptée à la surveillance des fréquences des engrenages et à la détection précoce des problèmes de roulements.
- Le signal des accéléromètres peut être converti en vitesse par intégration, ce qui permet d'enregistrer les deux types de mesures avec un seul capteur.
- Pour les deux solutions, il existe plusieurs options pour le signal de sortie : sortie par le haut ou par le côté, une gamme de sensibilités et de tolérances, un câblage intégral et des certifications pour les zones dangereuses.
#5 Certifications pour les zones dangereuses
Les capteurs de vibrations sont disponibles avec des certifications pour presque tous les types de zones dangereuses que l'on trouve dans les environnements industriels (ATEX). Lors du choix de l'accéléromètre, il convient de s'assurer qu'il est adapté à la zone dans laquelle il sera installé.
#6 Fréquence de résonance du capteur
Les fréquences de mesure proches de la fréquence de résonance du capteur peuvent entraîner des lectures erronées. Le signal peut s'écrêter, ce qui entraîne des signaux fantômes à basse fréquence. Les fréquences de résonance du capteur doivent être environ deux fois plus élevées que la fréquence de mesure la plus élevée attendue.
#7 Plage de température
Déterminez à l'avance la température à l'endroit où l'accéléromètre sera installé. La température ambiante influence grandement le type d'accéléromètre adapté à l'application.
- Les accéléromètres industriels standard avec électronique intégrée sont limités à 120°C.
- Des composants de haute qualité permettent à certains capteurs de fonctionner à des températures allant jusqu'à 150°C.
- Les accéléromètres piézoélectriques, qui ne contiennent pas de circuits électroniques internes, fonctionnent généralement jusqu'à 260°C.
- Des éléments de capteurs haute température spéciaux permettent de fonctionner à des températures allant jusqu'à 760°C, mais ces capteurs nécessitent également d'autres considérations, d'où l'importance d'équilibrer les exigences en matière de température avec des facteurs tels que le coût et la robustesse.
#8 Câblage
Il existe de nombreux choix pour le câblage de l'accéléromètre, il est donc important de prendre en compte les points suivants :
- Les traversées céramiques/métalliques séparent les composants internes du capteur du câble afin d'éviter que l'humidité et la contamination ne pénètrent dans le capteur.
- Le fait de tester les capteurs uniquement au niveau de pression spécifié dans les spécifications peut ne pas permettre de détecter une rupture. Pour les applications sous-marines, les capteurs doivent également être testés à plusieurs niveaux de pression afin de détecter les problèmes.
- Pour les applications sous-marines profondes, il convient d'utiliser un câble dont l'isolation empêche toute détérioration en cas de pénétration d'eau.
#9 - Isolation et logement
La conception du capteur et des câbles doit protéger le signal des facteurs environnementaux susceptibles d'affecter les données :
- Il est nécessaire d'utiliser un câble blindé dont le blindage se prolonge jusqu'à la boîte de jonction (et pas seulement jusqu'au capteur) afin d'éviter les boucles de terre et les charges statiques.
- Les capteurs doivent être conçus pour résister aux décharges électrostatiques (ESD) jusqu'à 20 000 volts, mais cette spécification ne figure généralement pas sur les fiches techniques et doit être demandée au fabricant.
- Les patins de montage peuvent fournir une isolation (jusqu'à 1 500 volts) dans des environnements où il existe des différences de potentiel de tension élevées, une forte accumulation de charges statiques ou des conditions de mise à la terre incertaines.
#10 - Gamme de mesure
Les capteurs de 100 mV/g sont le plus souvent utilisés pour la surveillance des équipements rotatifs industriels, mais il y a des exceptions :
- Capteurs de 10 mV/g pour les applications à force élevée, telles que les turbines à grande vitesse ou la surveillance des deuxièmes et troisièmes harmoniques des fréquences des engrenages.
- Capteurs de 500 mV/g pour les applications à basse fréquence, telles que la surveillance des pales d'éoliennes ou des machines à rotation lente dans les tours de refroidissement.
#11 - Support technique
Compte tenu du nombre de considérations importantes lors du choix de l'accéléromètre, l'assistance technique du fabricant et une équipe de vente compétente sont cruciales pour sélectionner l'accéléromètre adapté à votre application. Istec peut vous guider à travers la vaste gamme d'accéléromètres et vous aider à choisir le bon capteur pour diverses applications industrielles. Nos spécialistes, qui ont des années d'expérience dans le domaine des mesures et des capteurs de vibrations, peuvent également effectuer l'installation ou vous assister dans ce processus.
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