Bu makalede, IEPE ve şarj ivmeölçerler (ivmeölçer olarak da bilinir) ve bunların dönen makinelerde titreşim ölçümleri için nasıl kullanıldığı hakkında daha fazla bilgi vereceğiz.
Titreşimleri ölçmek için, genellikle bir piezoelektrik sensör veya bir ivmeölçer aracılığıyla yapılan çeşitli yöntemler vardır. İvmeölçer, fiziksel bir nesnenin dinamik titreşimlerini gerilime dönüştüren bir sensördür. İvmeölçerler, titreşimin beklendiği elemana doğrudan bağlı olan tam temaslı dönüştürücülerdir. Örnekler arasında bilyalı rulmanlar ve dişli şanzımanları sayılabilir. Bu çok yönlü sensör hem yüksek hem de düşük frekanslı titreşim ölçümleri için kullanılabilir. Bir ivmeölçerin avantajları, geniş bir frekans aralığında doğrusallığı ve geniş dinamik aralığıdır.
İvmeölçer nasıl çalışır?
Çoğu ivmeölçer piezoelektrik etkiyi kullanır, yani sensördeki kristal basınç altında bir elektrik voltajı yayar. Muhafazanın ivmesi kalibre edilmiş bir kütleye (sismik kütle) iletilir, ardından piezoelektrik kristal üzerine orantılı basınç uygulanır. Kristal üzerindeki harici voltaj, uygulanan kuvvetle orantılı olarak yüksek empedanslı elektrik direnci oluşturur ve bu nedenle ivme ile orantılıdır.
Doğru ivmeölçeri nasıl seçerim?
İvmeölçerler çok yönlü olduklarından, çeşitli biçimlerde, boyutlarda, aralıklarda ve diğer belirli özelliklerde bulunurlar. Çevresel faktörlerle (sıcaklık ve patlama hassasiyeti gibi) birlikte ölçülmesi beklenen sinyal hakkında bir fikir oluşturarak, belirli modeller değerlendirilebilir. Elbette, doğru sensörü seçerken tavsiye için bizi her zaman arayabilirsiniz, ancak aşağıda nelere dikkat etmeniz gerektiğini açıklayacağız.
Titreşim genliği
Maksimum genlik veya ölçtüğünüz titreşimin maksimum aralığı, gerekli sensör aralığını belirler. Bir titreşim, aralığa uymayan bir sensörle ölçüldüğünde, çıkış güvenilir olmayan bir sinyal haline gelir. Tipik olarak, yüksek frekanslı titreşimleri izlemek için kullanılan ivmeölçerler daha düşük hassasiyete ve kütleye sahiptir.
Hassasiyet
Hassasiyet, doğru ivmeölçeri seçerken önemli bir parametredir. Hassasiyet, bir referans frekanstaki titreşim ve voltaj arasındaki korelasyondur. Kesin hassasiyet kalibrasyonla belirlenir ve genellikle sensörle birlikte verilen kalibrasyon sertifikasında listelenir. Hassasiyet aynı zamanda (beklenen) frekansa da bağlıdır. Sonuç olarak, hassasiyetin frekansla nasıl ilişkili olduğunu belirlemek için kullanılabilir frekans aralığının tamamında tam kalibrasyon gereklidir.
Genel olarak, yüksek genlikli/frekanslı sinyalleri ölçmek için düşük hassasiyetli bir ivmeölçer ve düşük genlikli/düşük frekanslı sinyalleri ölçmek için yüksek hassasiyetli bir ivmeölçer kullanılır. Bir diğer husus da sensörün öz rezonans frekansıdır ve maksimum ölçülebilir frekansın her zaman sensörün öz rezonans frekansının iki kat altında olması gerektiği söylenebilir.
Eksen sayısı
Ölçüm yönü açısından iki tür ivmeölçer vardır. En yaygın ivmeölçer titreşimi tek yönde ölçer. Bu tip genellikle tesisat ve makinelerdeki mekanik titreşim seviyelerini ölçmek için kullanılır. İkinci tip ise üç eksenli bir ivmeölçerdir. Bu ivmeölçer, ivmenin 3 boyutlu bir gösterimini oluşturabilir.
Ağırlık
İvmeölçerlerin ağırlığı, izlenen yapıdan önemli ölçüde daha az olmalıdır. İvmeölçerin takılı olduğu nesnenin kütlesi sensör tarafından önemli ölçüde artırılırsa, titreşim özelliklerini etkileyebilir. Bu da yanlış ölçüm verilerine yol açabilir. Genel olarak, ivmeölçerin kütlesi nesnenin ağırlığının %10'unu geçmemelidir. Her uygulama için özel bir çözüm vardır.
Montaj
Doğru ivmeölçeri seçerken dikkat edilmesi gereken bir diğer husus da sensörün yüzeye nasıl monte edilebileceğidir. Dört tip montaj seçeneği vardır:
- El Tipi
- Manyetik
- Yapışkan
- Vidalı montaj
Vidalı montaj açık ara en iyi yöntemdir, ancak makinede bir delik açılmasını gerektirir ve bu da yalnızca kalıcı kurulum gerektiğinde yapılır. Alternatif olarak, sensör yapıştırılabilir, ancak bu vidalı montajdan daha az etkili bir aktarım özelliği sağlar.
Diğer montaj yöntemleri esas olarak geçici kurulumlar için tasarlanmıştır. Her montaj yöntemi ivmeölçeri bir şekilde etkiler. Genel olarak, montaj ne kadar 'gevşek' olursa ölçülebilir frekans sınırı o kadar düşük olur. Manyetik montajda olduğu gibi bir ivmeölçere kütle eklemek rezonans frekansını düşürür, bu da ivmeölçerin doğruluğunu ve kullanılabilir frekans aralığının sınırlarını etkileyebilir.
Çevresel faktörler
Bir ivmeölçer seçerken maksimum çalışma sıcaklığı, zararlı kimyasallara maruz kalma ve nem gibi çevresel faktörler göz önünde bulundurulmalıdır. Çoğu ivmeölçer, sağlam ve güvenilir yapıları sayesinde tehlikeli ortamlarda kullanılabilir. Ek koruma için endüstriyel ivmeölçerler paslanmaz çelikten yapılabilir ve böylece korozyona ve kimyasallara karşı dayanıklı hale gelir.
Şarjlı ivmeölçer aşırı sıcaklıklar için uygundur. Bu ivmeölçerlerin dahili elektroniği olmadığından, maksimum çalışma sıcaklığı yalnızca sensör elemanı ve yapımda kullanılan malzemelerle sınırlıdır. Bununla birlikte, bu ivmeölçerlerde dahili koşullandırma ve sinyal amplifikasyonu olmadığından, çevresel parazitlere karşı hassastırlar ve düşük gürültülü kablolama gerektirirler. Çok fazla çevresel gürültü varsa, bir hat içi sinyal dönüştürücü veya dahili sinyal amplifikatörlü bir IEPE sensörü kullanılmalıdır.
Nem özellikleri, bir ivmeölçerin sahip olduğu sızdırmazlık türüne göre belirlenir. Yaygın contalar cam veya epoksiden yapılır. Bu contaların çoğu yüksek nem seviyelerine ve aşırı neme uzun süre maruz kalmaya dayanabilir.
Maliyet
Şarj modu ve IEPE ivmeölçerlerin fiyatları karşılaştırılabilir olsa da, IEPE ivmeölçerler çok kanallı sistemlerde kullanıldığında, özel düşük gürültülü kablolar ve şarj amplifikatörleri gerektirmedikleri için önemli ölçüde daha düşük maliyetlere sahiptir. Ayrıca, IEPE ivmeölçerlerin bakımı daha kolay olduğu için kullanımı da daha kolaydır.
İvmeölçerlere karşı yakınlık probu
Makine titreşimlerini ölçmek için kullanılan bir başka sensör türü de proximity probu veya mesafe sensörüdür. Titreşimi tespit etmek için ivmeyi ölçen ivmeölçerlerin aksine proximity problar bir nesneye olan mesafeyi ölçen temassız sensörlerdir. Bu sensörler öncelikle büyük, ağır dönen makinelerdeki şaft titreşimlerini ölçmek için kullanılır. Buhar türbini, şaft titreşimlerini ölçmek için proximity problarının kullanıldığı tipik makinelerden biridir. Odak noktası esas olarak milin muylu yatağı içindeki titreşimlerini ölçmektir. Milin konumlandırıldığı yağ filminin sönümleme etkisi ve ağır gövde nedeniyle, mil titreşimleri gövde titreşimlerini önemli ölçüde artırmadan önemli ölçüde yükselebilir. Bu nedenle, bu tür durumlarda şaft hareketini doğrudan ölçen proximity problarının kullanılması daha iyidir. Genellikle bir kombinasyon kullanılır.
