振動傳感器的詳解介紹說明

振動傳感器是一種用于測量機(jī)械振動的部件，它的作用是將機(jī)械量接收下來，并轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量。在測試技術(shù)中，振動傳感器是關(guān)鍵部件之一，主要用于監(jiān)測和測量機(jī)械的振動位移、速度或加速度振動傳感器。

風(fēng)機(jī)、電機(jī)、泵等旋轉(zhuǎn)類設(shè)備在長期運(yùn)行過程中難免會有機(jī)械故障，為提前識別故障，減少停機(jī)事故，不得不對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測。傳統(tǒng)的監(jiān)測主要靠人工看聽摸，這種監(jiān)測方式往往對點(diǎn)檢人員的經(jīng)驗(yàn)要求較高，不僅耗時耗力，還容易發(fā)生錯漏檢，嚴(yán)重時甚至發(fā)生安全事故；

傳統(tǒng)設(shè)備監(jiān)測方式

隨著數(shù)字時代的到來，設(shè)備監(jiān)測手段越來越先進(jìn)，大致分為如下幾類：

常用振動傳感器

壓電式傳感器

工作原理：利用某些晶體材料（如壓電陶瓷鋯鈦酸鉛等）的壓電效應(yīng)作為機(jī)電變換器而制成的加速度傳感器。

優(yōu)勢

具有較寬的采集頻率

不足

測量原始值為加速度，分析速度需要積分，需要配合采集卡使用

MEMS傳感器

工作原理：MEMS加速度傳感器是運(yùn)用MEMS芯片（即微型電子機(jī)械系統(tǒng)）結(jié)合傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝和材料。MEMS傳感器集成微振動傳感器、微執(zhí)行器、微機(jī)械機(jī)構(gòu)、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、通訊模塊等于一體的系統(tǒng)。

優(yōu)勢：

小體積、低成本、高可靠

集成化高、數(shù)字化輸出、具備邊緣計(jì)算能力

免布線、安裝方便

可測量三軸向數(shù)據(jù)，較普通壓電加速度單軸向測量，測量時間更短、更有利于數(shù)據(jù)分析

不足：

受制于電源限制采集頻率不能太高

NO.2

振動傳感器選型

現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)迫切需要采用保障在役設(shè)備安全運(yùn)行的相關(guān)監(jiān)測技術(shù)，揭示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的發(fā)展演變規(guī)律，實(shí)現(xiàn)早期故障預(yù)報(bào)，進(jìn)而避免故障，特別是惡性事故發(fā)生。如上文，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測由振動、聲音、溫度、電流、電壓、油液、視頻等多種方式。但大型機(jī)械設(shè)備的早期故障對振動信號中最為敏感。

振動信號測量一般指對設(shè)備振動進(jìn)行勘測，并通過頻譜特征以確定軸承、齒輪或潤滑是否出現(xiàn)故障，最終衡量設(shè)備的健康狀態(tài)。工業(yè)應(yīng)用中，90%以上的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備使用軸承元件和齒輪傳動，而齒輪和軸承的早期故障會在振動信號的高頻端反映出來。如下圖所示：

軸承早期故障信息

對于監(jiān)測軸承早期故障，傳統(tǒng)的壓電傳感器相比于MEMS傳感器的局限性，如下表所示：

另外，由于MEMS傳感器具備體積小、重量輕等特點(diǎn)，在現(xiàn)場應(yīng)用中，如下圖所示，MEMS振動傳感器可充分與監(jiān)測平臺耦合，保證振動信號傳輸?shù)耐暾浴?/p>

基于MEMS振動傳感器安裝