Rodzaje czujników drgań

Czujniki drgań to specyficzne typy akcelerometrów służące do pomiaru wibracji maszyn przemysłowych. Ich najważniejszym celem jest ocena sprawności i stanu technicznego urządzenia. Najczęściej stosowanymi rodzajami czujników drgań są: akceleratory piezoelektryczne oraz piezorezystancyjne. Choć zasady działania obu typów są podobne, to istnieje także wiele subtelnych różnic, które decydują o ich przeznaczeniu. Oprócz tego, czujniki drgań mogą mieć inną specyfikę. Wyróżniamy między innymi: czujniki standardowe, o dużej stabilności (wysokostabilne), oraz czujniki niskoszumne. Czym charakteryzują się poszczególne typy czujników?

Zasady działania czujników drgań

Niezależnie od rodzaju czujnika celem jest wykonanie dokładnych, wiarygodnych pomiarów wibracji maszyny. Akcelerometry są wykorzystywane przede wszystkim do pomiarów drgań o niskiej częstotliwości i małej amplitudzie. Ich działanie opiera się na przetwarzaniu otrzymanej energii mechanicznej w sygnał elektryczny. Po przemianie energii na powierzchni czujnika powstaje sygnał elektryczny, który pozwala odczytać wynik pomiaru. Jak wybrać odpowiedni czujnik?

Jak tłumaczy ekspert z firmy produkującej aparaturę diagnostyczną do maszyn MBJ electronics: Różne dostępne czujniki drgań dostosowane są do parametrów pracy różnych maszyn – kwestią kluczową jest więc wybór takiego, który będzie ściśle odpowiadał potrzebom danej maszyny.  Dla zachowania większego bezpieczeństwa każdy czujnik wibracji powinien być wyposażony w wewnętrzne zabezpieczenie przed wyładowaniami elektrostatycznymi oraz filtrację zakłóceń od fal radiowych.

Zastosowanie akcelerometrów piezoelektrycznych

Akcelerometry piezoelektryczne są obecnie najpopularniejszym rodzajem czujników wykorzystywanych w przemyśle. Element pomiarowy czujników wykonany jest z kwarcu lub tytanianu ołowiu. Dzięki temu urządzenie charakteryzuje się dużą dokładnością i czułością. Czujniki pod wpływem działania przyspieszenia generują napięcie elektryczne, które umożliwia odczytanie wyniku pomiaru.

Wiarygodny odczyt pomiarów jest możliwy dzięki dodatkowym zabezpieczeniom. Akceleratory piezoelektryczne posiadają wbudowany wzmacniacz, który sprawia, że generowane sygnały są odporne na wszelkie zewnętrzne zakłócenia. W zależności od specyfiki maszyny można zastosować różne typy czujników. Oprócz czujników standardowych istnieją także akceleratory wysokostabilne oraz niskoszumne, które charakteryzują się stałością parametrów i szerokim zakresem działania.

Cechy szczególne czujników piezorezystancyjnych

Innym typem akcelerometrów są czujniki piezorezystancyjne. Praca urządzenia jest możliwa dzięki wbudowanemu tensometrowi pozwalającemu na pomiar naprężenia. Materiał piezorezystancyjny pod wpływem działania sił odkształca się i zmienia swoją rezystancję. Czujniki cechują się nie tylko szerokim zakresem pomiarów, ale też pozwalają uchwycić transformacje sygnałów wolnozmiennych oraz drgań o wysokiej częstotliwości.