Hiện nay có rất nhiều loại cảm biến rung động khác nhau, việc lựa chọn cảm biến đúng với yêu cầu của từng ngành sản xuất, từng ứng dụng sẽ rất khó khăn. Bạn cần xác định những đặc trưng của máy móc, điều kiện vận hành cũng như các thông số kỹ thuật của cảm biến. Dưới đây là một vài thông số cần quan tâm khi lựa chọn cảm biến gia tốc:
1/ Mức rung động tổng thể
Trước khi đầu tư vào một cảm biến, bạn nên chú ý đến các mức độ rung của máy. Mức độ rung động thông thường và mức độ cao nhất là bao nhiêu? Các hư hỏng bạn muốn phát hiện xảy ra ở vùng tần số nào? Trả lời những câu hỏi này sẽ giúp bạn tìm ra độ nhạy và phạm vi gia tốc phù hợp nhất với ứng dụng của bạn.
Đối với hầu hết các thiết bị quay, với mức rung tổng thể lên đến 10g rms, cảm biến gia tốc tiêu chuẩn 100 mV/g sẽ đủ để thu thập dữ liệu bạn cần. Đối với các cảm biến này, phạm vi 80g đủ đáp ứng được cho hầu hết các ứng dụng. Điều quan trọng là mức rung cao nhất của máy móc không được vượt quá phạm vi gia tốc của cảm biến, vì các rung động ở biên độ cao có thể gây quá tải cho cảm biến. Điều này dẫn đến hiện tượng cắt và biến dạng tín hiệu trên toàn bộ tần số hoạt động của cảm biến.
2/ Dải tần số đáp ứng
Nếu chưa biết dải tần số đáp ứng, bạn có thể xác định bằng cách tham khảo dữ liệu từ các hệ thống hoặc ứng dụng tương tự. Bạn cũng sẽ cần phải biết các tần số hư hỏng mà bạn muốn phát hiện. Hầu hết các bộ phận của máy móc công nghiệp có tần số hư hỏng cao hơn nhiều so với tốc độ quay; tần số này sẽ phụ thuộc vào loại, số lượng và vị trí của từng bộ phận. Sau khi xác định dải tần số này, hãy đảm bảo băng thông của cảm biến có thể đáp ứng yêu cầu tần số cao. Nếu tần số hư hỏng cao hơn những gì cảm biến có thể đo, dấu hiệu hư hỏng sẽ không được phát hiện và các kết quả phân tích là không đáng tin cậy.
Có sự cân bằng giữa độ nhạy và dải tần – cảm biến gia tốc có độ nhạy cao đo tần số thấp tốt hơn và cảm biến gia tốc có độ nhạy thấp thu được tần số cao hơn.
Hình 1- Độ nhạy cảm biến và tần số đáp ứng
Bạn nên sử dụng các cảm biến tần số cao, độ nhạy thấp để theo dõi các hư hỏng vòng bi, bánh răng hoặc các ứng dụng tần số cao khác. Đối với máy móc tốc độ chậm, tần số thấp (0,1 đến 10 Hz), cảm biến có độ nhạy cao sẽ thích hợp hơn để theo dõi độ rung tổng thể. Tuy nhiên, cảm biến gia tốc có độ nhạy 100 mV/g là một lựa chọn tốt, tiết kiệm chi phí và dùng được cho hầu hết các ứng dụng.
3/ Nhiệt độ hoạt động
Cảm biến gia tốc tiêu chuẩn trong công nghiệp với thiết bị điện tử bên trong có thể chịu được nhiệt độ lên đến 120°C (248°F). Nếu nhiệt độ cao hơn, các thành phần điện tử của cảm biến có nguy cơ hư hỏng, dẫn đến dữ liệu không đáng tin cậy và giảm tuổi thọ của cảm biến.
Nếu nhiệt độ môi trường vượt quá 120°C, nên sử dụng cảm biến chịu được nhiệt độ cao lên đến 150°C (302°F). Cần xác định gần điểm lắp đặt có hiện tượng quá nhiệt hay không, vì chúng có thể gây ra hiện tượng giãn nở vỏ kim loại và ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo.
Ngoài ra, hãy kiểm tra thông số kỹ thuật của cảm biến để biết sự thay đổi độ nhạy theo nhiệt độ. Nhiệt độ hoạt động gần với giới hạn nhiệt độ trên của cảm biến có thể không làm hỏng hoàn toàn các linh kiện điện tử nhưng chắc chắn có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo.
4/ Môi trường
Có những yếu tố môi trường khác ngoài nhiệt độ cần tính đến như: độ ẩm, bụi, khí, chất lỏng hoặc hóa chất ăn mòn có thể làm hỏng cảm biến.
Tiêu chuẩn độ kín trên các cảm biến gia tốc hiện đại giúp ngăn chặn sự xâm nhập của các chất gây ô nhiễm hoặc hơi ẩm. Nếu có các chất gây ô nhiễm dễ cháy (bụi, hơi hoặc khí, sợi) hiện diện tại nơi cảm biến lắp đặt, hãy đảm bảo rằng cảm biến bạn chọn có chứng nhận hoạt động trong môi trường nguy hiểm này.
Kiểm tra các nguồn nhiễu từ tần số vô tuyến hoặc điện từ (EMI hoặc RFI) hoặc phóng tĩnh điện (ESD) gần cảm biến. Cảm biến gia tốc phải chống EMI / RFI và được chế tạo để chịu được ESD lên đến 20 kV.
5/ Vị trí lắp cảm biến
Không gian lắp cảm biến phải được xem xét. Nếu không gian xung quanh nhỏ hẹp, cảm biến có đầu cáp ra bên cạnh (side exit) sẽ là lựa chọn tốt hơn. Cảm biến gia tốc có 2 tín hiệu đầu ra (rung động và nhiệt độ) hoặc ba phương (triaxial sensor) sẽ cho phép thực hiện nhiều phép đo từ một điểm duy nhất và có thể là một lựa chọn tốt khi không gian bị hạn chế.
Lưu Xuân Hòa – PdM Engineering Supervisor – Vibration Analyst Cat 2 ISO 18436-2
Nguồn tham khảo: Wilcoxon.com
🌏 Website: rcmi.com.vn
👥 Fanpage: RCMI
📲 Hotline: 0828 822 922
📧 Mail: customer@rcmi.com.vn
