Tärinätiedon hankinta: mittausjärjestelmän valinnan tärkeimmät kriteerit

Moottorin laakeri alkaa huonontua kauan ennen kuin hälytys kuuluu. Ensimmäinen merkki on usein pieni muutos värähtelyssä: uusi spektrin huippu, pieni vaihesiirtymä tai hidas lisääntyminen laajakaistan kohinassa. Jos tiedonkeruujärjestelmä ei pysty säilyttämään näitä yksityiskohtia, ongelma voi jäädä huomaamatta, kunnes kone epäonnistuu. Tärinätietojen keruu ei siis ole pelkästään kiihtyvyysmittarin liittämistä tietokoneeseen. Kyse on mittausketjun rakentamisesta, joka kaappaa oikean taajuusalueen, dynaamisen alueen ja aikasynkronoinnin tiettyä testi- tai valvontatavoitetta varten.

Mitä tärinätiedonkeruujärjestelmät tekevät

Värähtelytiedonkeruujärjestelmä suorittaa neljä tehtävää: se havaitsee mekaanisen liikkeen, muokkaa sähköisen signaalin, muuntaa sen digitaaliseksi tietueeksi ja sitten analysoi tai tallentaa tuloksen. Jokaisella vaiheella on rajansa, ja heikoin lenkki määrittää kokonaismittauksen laadun.

Anturi on yleensä kiihtyvyysanturi, voimaanturi tai mikrofoni. Signaalinkäsittelylaite käyttää vahvistusta, suodatusta ja IEPE-anturien tapauksessa vakiovirtaherätystä. Analogi-digitaali-muunnin ottaa näytteitä säädetystä signaalista määrätyllä nopeudella ja resoluutiolla. Lopuksi ohjelmistopaketit muuttavat digitaaliset aikahistoriat FFT-spektreiksi, kiertoradoiksi, tilausjäljiksi tai modaaliparametreiksi. Hyvin suunniteltu järjestelmä pitää kaikki nämä elementit tasapainossa.

Aloita kiihtyvyysmittarista, älä tietokoneesta

Anturin valitseminen ensin saattaa tuntua epäintuitiiviselta, mutta kiihtyvyysanturi määrittää koko ketjun käytettävissä olevan taajuuskaistan ja dynaamisen alueen. Pietsosähköiset kiihtyvyysmittarit kattavat useimmat teollisuuden tärinämittaukset, kun taas voimaanturit ja mikrofonit käsittelevät tiettyjä sovelluksia. Pääkysymys on lähtötyyppi, koska se määrää, kuinka tiedonkeruun käyttöliittymä on konfiguroitava.

Pyörivän koneiston tutkimuksessa IEPE-kiihtyvyysanturi, jonka herkkyys on 100 mV/g, on yleinen lähtökohta, koska se tarjoaa käyttökelpoisen taajuusalueen noin 0,5 Hz - 10 kHz. Kun lämpötilat ylittävät sisäänrakennetun elektroniikan toiminta-alueen, lataustilan kiihtyvyysmittarit ovat turvallisempia. Keräysjärjestelmän on vastattava anturia: IEPE-tulo syöttää vakiovirtaa ja irrottaa bias-jännitteen, kun taas lataustulo vaatii varausvahvistimen. Tämän osuman huomiotta jättäminen on yksi yleisimmistä virheellisen asennuksen lähteistä.

Näytteenottotaajuus, aliasoinnin esto ja ADC-resoluutio

Näytteenottotaajuus määrittää korkeimman signaalitaajuuden, jonka voit siepata. Nyquistin kriteeri edellyttää näytteenottoa yli kaksinkertaisella enimmäistaajuudella; Käytännölliset dynaamiset analysaattorit käyttävät 2,56-kertaista suhdetta jättääkseen tilaa anti-aliasing-suodattimille. 10 kHz:n analyysialueella tämä tarkoittaa vähintään 25,6 kHz:n näytetaajuutta.

Koneen tärinä analysoidaan usein 20 kHz asti; laakerivian diagnosointi saattaa vaatia 40-80 kHz. Korkeataajuiset iskutestit ja ultraäänimittaukset vaativat vielä enemmän. Resoluutiopuolella 24-bittiset muuntimet tarjoavat laajan dynaamisen alueen, mutta tehollinen bittien määrä, tulokohina ja kanavan vaihesovitus ovat tärkeämpiä kuin markkinointispesifikaatiot. Yksikkö, kuten ZTU8508C, tarjoaa 1 MHz:n näytteenottokapasiteetin transienttien ja suurtaajuisten resonanssien sieppaamiseen, joita tavalliset analysaattorit kaipaavat.

ZT-U8508C 8-kanavainen dynaaminen signaalianalysaattori, 1 MHz näytteenotto Tämä 8-kanavainen analysaattori ottaa näytteitä jopa 1 MHz:n taajuudella kanavaa kohden laitteistosynkronoiduilla kelloilla, mikä varmistaa sovitetun vaihevasteen suurtaajuisen transientin sieppauksen ja monikanavaisen taajuusalueen analyysin. Näytä tuote →

Kanavien määrä, liitäntäasetukset ja synkronointi

Monet projektit vaativat useamman kuin yhden kanavan. Kolmiakselinen tärinän mittaus käyttää vähintään neljää tuloa, mukaan lukien kierroslukumittari. Kokeellisessa modaalianalyysissä voidaan käyttää kymmeniä samanaikaisia ​​kanavia. Kun kanavia on verrattava taajuusalueella, kaikkien tulojen on näytettävä samanaikaisesti tiukasti sovitetun vaihevasteen kanssa. Pienet vaiheerot kanavien välillä vääristävät taajuusvasteen funktion arvioita ja toiminnallisia poikkeamamuotoja.

Käyttöliittymävalinnat vaikuttavat siihen, kuinka helposti voit skaalata järjestelmää. USB-laitteet sopivat työpöydälle ja kannettavaan työhön, verkkolaitteet mahdollistavat pidemmät kaapelit ja hajautetut asettelut, ja liitännäiset tai sulautetut järjestelmät käsittelevät suuria kanavamääriä. Alla olevassa taulukossa on yhteenveto tyypillisistä kompromisseista.

Kanavien määrän ja kenttäasennuksen mukavuuden tasapainottamiseksi 16-kanavainen verkkoanalysaattori, kuten ZTN8116C, on käytännöllinen valinta. Se vastaanottaa tietoja 100 Mbps Ethernet-linkin kautta ja voi tukea hajautettuja mittausasetteluja, joissa isäntätietokone sijaitsee kaukana koneesta.

ZT-N8116C 16-kanavainen dynaaminen signaalianalysaattori Ethernetillä 16-kanavainen rinnakkaiskeräysjärjestelmä, joka tukee jännite-, IEPE- ja lataustuloja ja tarjoaa 64 kS/s näytteenottonopeuden kaikissa kanavissa ja Ethernet-yhteyden hajautettuihin kenttämittausasetteluihin. Näytä tuote →

Kannettavat analysaattorit vs. Lab-Grade Systems

Kannettavat analysaattorit vaihtavat pienen kanavamäärän kantamisen helpottamiseksi. Niitä käytetään kentän tasapainottamiseen, paikan päällä suoritettaviin konetarkastuksiin ja hyväksyntä/hylkäysmittauksiin huollon jälkeen. Kompakti USB-yksikkö, jossa on reaaliaikainen spektrin näyttö, antaa teknikot nähdä tärinähuippujen muutoksen roottoria säädettäessä tai perustaa kiristäessä. Tämä välittömyys on usein arvokkaampaa kuin enemmän kanavia.

Kannettava analysaattori, kuten ZTU8201I, tarjoaa reaaliaikaisen spektrinkäsittelyn pienessä kotelossa, mikä yksinkertaistaa vianmääritystä tehtaalla. Kun tehtävä kasvaa 32-kanavaiseksi modaalitestiksi, voit siirtyä synkronoituun verkkojärjestelmään.

ZT-U8201I Kompakti USB-reaaliaikainen spektrianalysaattori Kevyt, kannettava USB-analysaattori, jossa on reaaliaikainen spektrikäsittely ja joka soveltuu paikan päällä tapahtuvaan tärinän vianetsintään, akustiseen analysointiin ja viandiagnoosiin yhdistettynä PC-ohjelmiston kanssa. Näytä tuote →

Raakaajan aaltomuodosta Engineering Insightiin

Hankinta on vain puolet työstä. Ohjelmistokerros muuntaa aikaaaltomuodot tiedoiksi: taajuusspektreiksi, järjestyskartoiksi, tilamuodoiksi ja trendikäyräksi. Analyysiasetukset, kuten ikkunointi, päällekkäisyys, keskiarvo ja FFT-rivit, vaikuttavat suoraan tulokseen. Ymmärtää kuinka a dynaaminen signaalianalysaattori eroaa perinteisestä dataloggerista, mikä auttaa välttämään virheellisiä määrityksiä. Jos sieppaat täydellisen signaalin, mutta et pysty visualisoimaan matalataajuisia harmonisia tai ristikkäisiä tehospektrejä oikealla tavalla, järjestelmä ei suorita suunniteltua tehtäväänsä.

Hankintastrategian sovittaminen sovellukseen

Modaalitestaus vaatii täristimen tai iskuvasaran rakenteen herättämiseen, synkronoitua monikanavahakua ja alhaista kanavasta kanavaan -vaihevirhettä. Pyörivän koneen valvonta korostaa jatkuvaa näytteenottoa, kierroslukumittarin syötteitä ja tilausten seurantaa. Akustiset mittaukset edellyttävät hiljaisia ​​mikrofoneja ja kunnollista IEPE-tehoa. Joustava etupää, joka hyväksyy jännitteen, IEPE:n ja lataustulot, kattaa useimmat skenaariot.

Projekteissa, joissa anturit, hankinta-, heräte- ja analyysiohjelmistot yhdistetään yhdeksi avaimet käteen -ratkaisuksi, yhden toimittajan kanssa työskenteleminen voi yksinkertaistaa integrointia. strukturoitu tärinä- ja dynaaminen testausjärjestelmä vähentää usein hankintariskiä ja koulutusaikaa.

Käytännön ostonäkökohtia

Ennen kuin ostat, tarkista kanavan välinen vaihemääritys, ei vain ADC-bittisyvyyttä. Etsi sisäänrakennettuja anti-aliasing-suodattimia ja kalibroinnin jäljitettävyyttä. Kysy, voiko ohjelmisto viedä tietoja yleisiin muotoihin ja tarjoaako toimittaja koulutusta tai tukea. Jos mittausketju sisältää kiihtyvyysantureita yhdestä lähteestä ja datatallentimen toisesta, tarkista esijännitteet, kaapelin kapasitanssi ja liitintyypit. Kenttäliittimet ja kaapelien laatu ovat yleisiä heikkoja kohtia tärinätiedon hankinnassa, erityisesti meluisissa ympäristöissä.

Rakenna ketju ennen ostamista

Valitse taajuus- ja amplitudialueellesi sopiva anturi, valitse anturia vastaava hankintaliittymä, joka tarjoaa tarvittavan kanavamäärän ja synkronoinnin, ja valitse sitten ohjelmisto, joka vastaa suunnittelukysymykseesi. Tuloksena on järjestelmä, joka toimii ensimmäisenä päivänä ja toimii edelleen monissa projekteissa.