Bu makalede, IEPE ve şarjlı ivmeölçerler (ivme ölçerler olarak da bilinir) hakkında daha fazla bilgi veriyoruz ve bunların dönen makinelerde titreşim ölçümleri için nasıl kullanıldığını anlatıyoruz.
Titreşimleri ölçmek için, genellikle piezoelektrik sensör veya ivmeölçer aracılığıyla gerçekleştirilen çeşitli yöntemler vardır. İvmeölçer, fiziksel bir nesnenin dinamik titreşimlerini voltaja dönüştüren bir sensördür. İvmeölçerler, titreşimin beklendiği elemana doğrudan takılan tam temaslı dönüştürücülerdir. Örnekler arasında bilyalı rulmanlar ve dişli şanzımanlar sayılabilir. Bu çok yönlü sensör, hem yüksek hem de düşük frekanslı titreşim ölçümleri için kullanılabilir. Bir ivmeölçerin avantajları, geniş bir frekans aralığında sağladığı doğrusallık ve geniş dinamik aralığıdır.
Bir ivmeölçer nasıl çalışır?
Çoğu ivmeölçer piezoelektrik etkiyi kullanır; bu, sensördeki kristalin basınç altında elektrik gerilimi yaydığı anlamına gelir. Muhafazanın ivmesi, kalibre edilmiş bir kütleye (sismik kütle) iletilir; ardından piezoelektrik kristal üzerine orantılı bir basınç uygulanır. Kristal üzerindeki dış gerilim, uygulanan kuvvete ve dolayısıyla ivmeye orantılı yüksek empedanslı bir elektrik direnci oluşturur.
Doğru ivmeölçeri nasıl seçerim?
İvmeölçerler çok yönlü oldukları için çeşitli şekil, boyut, aralık ve diğer özel özelliklerde bulunurlar. Ölçülmesi beklenen sinyal hakkında bir fikir oluşturarak bunu çevresel faktörlerle (sıcaklık ve patlama duyarlılığı gibi) birleştirerek belirli modeller değerlendirilebilir. Elbette, doğru sensörü seçerken her zaman bize danışabilirsiniz; ancak aşağıda nelere dikkat etmeniz gerektiğini açıklayacağız.
Titreşim genliği
Maksimum genlik, yani ölçtüğünüz titreşimin maksimum aralığı, gerekli sensör aralığını belirler. Bir titreşim, aralığa uymayan bir sensörle ölçüldüğünde, çıktı güvenilir olmayan bir sinyal haline gelir. Tipik olarak, yüksek frekanslı titreşimleri izlemek için kullanılan ivmeölçerler daha düşük hassasiyete ve kütleye sahiptir.
Hassasiyet
Doğru ivmeölçeri seçerken hassasiyet önemli bir parametredir. Hassasiyet, referans frekanstaki titreşim ile voltaj arasındaki korelasyondur. Kesin hassasiyet, kalibrasyonla belirlenir ve genellikle sensörle birlikte sağlanan kalibrasyon sertifikasında belirtilir. Hassasiyet ayrıca (beklenen) frekansa da bağlıdır. Sonuç olarak, hassasiyetin frekansla nasıl ilişkili olduğunu belirlemek için tüm kullanılabilir frekans aralığı üzerinde tam bir kalibrasyon gereklidir.
Genel olarak, yüksek genlikli/yüksek frekanslı sinyalleri ölçmek için düşük hassasiyetli bir ivmeölçer, düşük genlikli/düşük frekanslı sinyalleri ölçmek için ise yüksek hassasiyetli bir ivmeölçer kullanılır. Bir diğer husus, sensörün kendi rezonans frekansıdır ve ölçülebilen maksimum frekansın her zaman sensörün kendi rezonans frekansının iki katı altında olması gerektiği belirtilebilir.
Eksen sayısı
Ölçüm yönü açısından iki tür ivmeölçer bulunmaktadır. En yaygın olan ivmeölçer, tek yöndeki titreşimi ölçer. Bu tür, genellikle tesisatlar ve makinelerdeki mekanik titreşim seviyelerini ölçmek için kullanılır. İkinci tür ise üç eksenli ivmeölçerdir. Bu ivmeölçer, ivmenin 3 boyutlu bir temsilini oluşturabilir.
Ağırlık
İvmeölçerlerin ağırlığı, izlenen yapının ağırlığından önemli ölçüde daha az olmalıdır. İvmeölçerin takıldığı nesnenin kütlesi sensör nedeniyle önemli ölçüde artarsa, bu durum titreşim özelliklerini etkileyebilir. Bu da ölçüm verilerinin yanlış olmasına yol açabilir. Genel olarak, ivmeölçerin kütlesi nesnenin ağırlığının %10’unu aşmamalıdır. Her uygulama için özel bir çözüm mevcuttur.
Montaj
Doğru ivmeölçeri seçerken dikkate alınması gereken bir diğer husus, sensörün yüzeye nasıl monte edilebileceğidir. Dört tür montaj seçeneği bulunmaktadır:
- El tipi
- Manyetik
- Yapıştırıcı
- Vida montajı
Vida ile montaj açık ara en iyi yöntemdir, ancak makineye delik açılmasını gerektirir ve bu işlem yalnızca kalıcı kurulum gerektiğinde yapılır. Alternatif olarak, sensör yapıştırılabilir; ancak bu, vida ile montaja kıyasla daha az etkili bir aktarım özelliği sağlar.
Diğer montaj yöntemleri ise esas olarak geçici kurulumlar için tasarlanmıştır. Her montaj yöntemi, ivmeölçeri bir şekilde etkiler. Genel olarak, montaj ne kadar “gevşek” olursa, ölçülebilen frekans sınırı o kadar düşük olur. Manyetik montajda olduğu gibi bir ivmeölçere kütle eklenmesi, 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 dikkate alınmalıdır. Çoğu ivmeölçer, sağlam ve güvenilir yapıları sayesinde tehlikeli ortamlarda kullanılabilir. Ek koruma için endüstriyel ivmeölçerler paslanmaz çelikten üretilebilir; bu da onları korozyona ve kimyasallara karşı dayanıklı hale getirir.
Şarjlı bir ivmeölçer, aşırı sıcaklıklar için uygundur. Bu ivmeölçerlerde yerleşik elektronik devre bulunmadığından, maksimum çalışma sıcaklığı yalnızca sensör elemanı ve yapımında kullanılan malzemelerle sınırlıdır. Ancak, bu ivmeölçerlerde dahili sinyal işleme ve sinyal amplifikasyonu bulunmadığından, çevresel parazitlere karşı hassastırlar ve düşük gürültülü kablolama gerektirirler. Çevresel gürültü çok fazlaysa, bir hat içi sinyal dönüştürücü veya dahili sinyal amplifikatörüne sahip bir IEPE sensörü kullanılmalıdır.
Nem özellikleri, ivmeölçerin sahip olduğu sızdırmazlık türüne göre belirlenir. Yaygın olarak kullanılan sızdırmazlık malzemeleri cam veya epoksiden yapılır. Bu sızdırmazlık malzemelerinin çoğu, yüksek nem seviyelerine ve aşırı neme uzun süre maruz kalmaya dayanabilir.
Maliyet
Şarj modlu ve IEPE ivmeölçerlerin fiyatları benzer olsa da, IEPE ivmeölçerler çok kanallı sistemlerde kullanıldığında maliyetleri önemli ölçüde daha düşüktür; çünkü özel düşük gürültülü kablolar ve şarj amplifikatörleri gerektirmezler. Ayrıca, IEPE ivmeölçerler bakımı daha kolay olduğu için kullanımı da daha kolaydır.
Yakınlık probu ve ivmeölçerler
Makine titreşimlerini ölçmek için kullanılan bir başka sensör türü de proximity probu veya mesafe sensörüdür. Titreşimi tespit etmek için ivmeyi ölçen ivmeölçerlerin aksine, proximity probları bir nesneye olan mesafeyi ölçen temassız sensörlerdir. Bu sensörler öncelikle büyük, ağır dönen makinelerde mil titreşimlerini ölçmek için kullanılır. Buhar türbini, mil titreşimlerini ölçmek için proximity problarının kullanıldığı tipik makinelerden biridir. Odak noktası esas olarak muylulu yatak içindeki şaftın titreşimlerini ölçmektir. Şaftın içinde bulunduğu yağ filminin sönümleme etkisi ve ağır gövde nedeniyle, şaft 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.
