가속도계 프리앰프를 사용하는 이유

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측정 기기
기계 상태 표시기로서의 진동
진동 문제 해결 차트(A)
진동 문제 해결 차트(B)

상대적으로 높은 임피던스 부하에 의해서도 압전 가속도계의 출력을 직접 부하는 가속도계의 감도를 크게 줄이고 주파수 응답을 제한할 수 있습니다. 이러한 영향을 최소화하기 위해 가속도계 출력 신호는 측정 및 분석 기기의 상대적으로 낮은 입력 임피던스에 연결하기에 적합한 훨씬 낮은 임피던스로 변환되는 프리 앰프를 통해 공급됩니다(1).

CCLD 가속도계에는 프리앰프가 내장되어 있어 외부 장치가 필요하지 않지만 장치에 전원을 공급할 수 있는 입력이 필요합니다. 오늘날 이것은 매우 일반적인 기능입니다. 임피던스 변환 기능 외에도 대부분의 프리 앰프는 신호 조절을 위한 추가 기능을 제공합니다.

예를 들어:

(2) 다른 기기에 대한 입력에 적합한 레벨로 신호를 증폭하기 위한 교정된 가변 이득 설비;

(3) 어색한 트랜스듀서 감도를 "정규화"하기 위한 2차 이득 조정;

(4) 가속도계의 가속도 비례 출력을 속도 또는 변위 신호로 변환하는 적분기;

(5) 전기 노이즈 또는 가속도계 주파수 범위의 선형 부분을 벗어난 신호의 간섭을 피하기 위해 상위 및 하위 주파수 응답을 제한하는 다양한 필터;

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(6) 과부하 표시기, 기준 발진기 및 배터리 상태 표시기와 같은 기타 시설 진동 측정 방법 ()도 포함되는 경우가 많습니다.

측정 기기

휴대용 범용 진동 측정기 또는 분석기는 일반적으로 기계 모니터링 및 간단한 진동 평가 작업에 사용하는 가장 편리하고 비용 효율적인 측정 장비입니다.

10Hz에서 1000Hz까지의 총 값과 같은 단순한 결과만 제공하는 매우 간단한 기기가 존재합니다. 그러나 현대 디지털 기술을 사용하여 기능을 추가하는 비용이 줄어들었으므로 자연스러운 선택은 하나 또는 두 개의 채널과 다양한 분석 기능 및 PC 연결 기능을 갖춘 분석기입니다. 여기에는 새 소프트웨어를 추가할 수 있는 가능성도 포함됩니다.

보다 복잡한 작업의 경우 많은 병렬 주파수 대역이 거의 즉각적으로 평가되고 지속적으로 업데이트되는 디스플레이에 표시되는 실시간 분석기로 최고의 작동 편의성과 분석 속도를 얻을 수 있습니다.

1000개 이상의 채널이 있는 시스템은 대형 구조물에 사용됩니다.

단일, 넓은 주파수 대역 진동 측정은 예를 들어 기계의 일반적인 상태 또는 진동 격리 조치의 효율성을 평가할 때 사용할 수 있는 유용한 빠른 보기 진동 표시기입니다.

측정된 실제 수준은 이전 또는 이후에 측정된 수준 또는 공개된 심각도 기준과 비교하여 다소 심각한 것으로 판단됩니다. 회전 기계의 진동 심각도를 판단하기 위한 표준 및 권장 사항에서 추출한 후자의 예가 그림에 나와 있습니다. (ISO 20816-1)

진단 목적으로, 예를 들어 제품 개발 과정에서 주파수 분석이 필요합니다. 진동 주파수 스펙트럼의 일부 주파수 구성 요소는 예를 들어 샤프트 회전 속도, 기어 톱니 맞물림 주파수 등과 같은 특정 강제 기능과 즉시 관련될 수 있습니다.

우리는 거의 항상 기본 운동과 관련된 스펙트럼에서 추가적인 중요한 주파수 구성 요소를 찾을 것입니다. 가장 중요한 것은 일반적으로 기본 주파수 중 하나의 고조파(배수)입니다. 고조파는 기본 주파수의 왜곡이나 원래의 주기 운동이 순수한 사인파가 아니기 때문에 종종 발생합니다. 다른 기계 요소의 공진 주파수와 일치하면 상당한 진동 수준이 발생할 수 있으며, 이는 주요 소음원이 되거나 다른 기계 부품에 높은 힘을 전달할 수 있습니다.

기어 휠을 사용하면 하중 및 톱니 마모로 인해 톱니 모양의 변형이 발생하여 톱니 맞물림 주파수 성분과 고조파가 발생합니다.

또한 편심률과 같은 주기적인 변동으로 인해 톱니 맞물림 주파수 및 고조파 주변에서 측파대 구성 요소가 생성되는 경우가 많습니다. 첫 번째 위쪽 및 아래쪽 사이드밴드는 톱니 메시 주파수(f_t) 에 기어 회전 주파수(f_g)를 더하거나 빼는 위치에 표시되고 두 번째 사이드밴드는 f_t ± 2f_g,에 나타나는 방식으로 나타납니다. 톱니 메시 고조파 주변에 유사한 패턴이 나타날 수 있습니다(예: 2f_t ±f_g, 등)

강제 주파수(샤프트 속도, 기어 비 등)를 변경하는 것은 종종 비실용적이므로 바람직하지 않은 진동 수준을 줄이는 다른 방법이 사용됩니다. 예를 들어 질량 또는 강성을 변경하여 기계 요소를 디튜닝(공진 주파수 변경)하는 단계; 절연 재료로 진동 전달을 감쇠하거나 진동 진폭을 줄이기 위해 감쇠 재료를 추가합니다.

기계 상태 표시기로서의 진동

기계는 경고 없이 고장나는 경우가 거의 없으며, 임박한 고장의 징후는 일반적으로 고장으로 인해 기계를 사용할 수 없게 되기 훨씬 전에 나타납니다. 기계 문제는 거의 항상 기계의 일부 외부 표면에서 측정할 수 있는 진동 수준의 증가로 특징지어지며 지표 역할을 합니다. 표시된 욕조 곡선은 이 효과를 보여주는 시간에 대한 진동 수준의 일반적인 플롯입니다. 정상적인 예방 유지보수에서는 마모 부품의 최소 기대 수명을 기준으로 고정된 간격으로 수리를 수행합니다. 진동 수준이 필요하다고 표시될 때까지 수리를 지연함으로써 고장이 발생하기 전에 불필요한 스트립다운(종종 추가 결함을 촉진함) 및 생산 지연을 피할 수 있습니다.

기계의 이러한 "온-컨디션" 유지보수는 가동 중단 사이의 평균 시간을 늘리면서 상당한 경제적 이점을 제공하는 동시에 서비스 중 치명적인 고장으로 인한 충격과 피해를 방지하는 것으로 입증되었습니다. 이러한 기술은 현재 특히 연속 공정 산업에서 널리 사용됩니다.

수리를 시작하기 전에 허용될 수 있는 진동 수준은 경험을 통해 결정하는 것이 가장 좋습니다. 현재 일반적인 의견은 "동작 수준"이 정상으로 간주되는 진동 수준의 2~3배(6~10dB 이상)로 설정되어야 한다고 제안합니다.

우리는 이미 진동 신호의 주파수 분석을 통해 존재하는 많은 주파수 소스를 찾을 수 있음을 보았습니다. 따라서 정상적인 작동 조건에서 기계의 주파수 스펙트럼은 해당 기계에 대한 참조 "시그니처"로 사용될 수 있습니다. 후속 분석을 이 참조와 비교하여 조치의 필요성을 표시할 뿐만 아니라 결함의 원인을 진단할 수 있습니다.

다음 두 페이지의 진단 차트는 주파수 분석을 통해 문제가 되는 주파수를 발견할 수 있을 때 과도한 진동의 원인을 분리하는데 도움이 됩니다.