全面解说如何为特定的应用选择最佳压力传感器和加速度计

来源：上海自动化仪表有限公司作者：发表时间：2019-02-25 08:44:17【小中大】

上海自动化仪表有限公司提示大家在状态监测应用中使用压力传感器或加速度计有许多好处。

实施基于压力监测和分析信息的预测性维护计划可以极大地提高工厂的可靠性并提高成本效益。我们上海自动化仪表有限公司来看看如何为您的特定应用选择最佳的压力传感器或加速度计。

测量机械振动是监控关键设备和设备健康状况的绝佳方法。

从历史上看，即使不是真正需要，也会按计划进行日常维护。这种防止故障的方法存在两个问题。首先是不必要地将关键机器脱机的成本。其次，如果在维护工作期间发生错误，则会引入故障风险。

如今，自动状态监测用于监控机器的健康状况，从而根据需要而不是根据日历中的任意日期来安排维护任务。

状态监测的核心是测量机器或其关键部件的振动。

这是怎么做到的？

每台旋转机器都有自己独特的振动特性。不平衡或滚动轴承损坏等问题会导致振动特性发生变化。在大多数情况下，这种机器的制造商将能够告诉您正常的振动特性是什么。

与大多数其他工业传感器和传感器一样，选择的压力传感器或加速度计非常适合状态监测应用。这对于确保所获取的数据准确且适合目的是必要的。使用不合适的设备可能会导致意外的设备故障或一台机器的使用寿命缩短。

要确定的第一件事是您希望传感设备做什么以及它将在何种环境或位置使用？

选择加速度计

首先，您想要持续监控机器的振动水平吗？或者您会定期进行振动分析和监测吗？

在保护机械和设备方面，最有效的系统是完全集成的状态监测系统。对于这种类型的安装，具有DC输出的加速度计更合适。

这种类型的加速度计产生的输出与速度或加速度成比例，范围为4-20ma。这意味着它们可以与大多数PLC一起使用，以持续监控工厂设备和机器。当然，如果需要，这也可以延伸到触发任何机器的自动关闭。

接下来要考虑的是加速度计的频率响应。大多数通用压力传感器（交流和直流）频率响应在1Hz以下开始。这对大多数工业应用来说都没问题。

但是，如果您的应用程序正在测量大型结构（例如桥接器）中的运动，则需要一个可以测量低至DC（0Hz）的专用低频传感器。通用加速度计的上限通常约为12kHz。如果您需要高于此特殊用途，设备可用于高达40 kHz的频率。

之后，您需要确定要检测的输出变化有多小。

例如，加速度计的一个特定模型可以具有±80g的操作范围，但是可以具有不同的灵敏度。我们假设您使用的是具有±80g和100m / vg灵敏度的操作范围的设备。在全工作范围内，该传感器将输出-8v~ + 8V，加速度变化1g，相当于100mv的变化。

如果这个传感器仅用于监测大约±8g的振动，那么您可能会发现这不足以改变输出。在哪个花瓶中选择灵敏度为1V的加速度计会更好。这是因为1g的变化相当于1V的变化，因此更容易监控。

加速度计的4-20mA输出可以连接到PLC或简单的显示/控制器单元，这样当检测到正常振动特性的变化时，就会发出警报。

在某些应用中，您可能需要进行更深入的机器分析。如果是这种情况，那么我们建议使用加速度计，例如MTN / 1186。它有两个输出，一个标准的4-20mA总振动信号，以及一个交流振动波形。4-20mA信号可用于PLC的粗略监控，可用于例如在出现任何问题时关闭风扇电机并防止严重损坏。

AC振动波形可以与FFT（快速傅立叶变换）分析仪一起使用，以查看各种频率分量。例如，轴承故障等一些事情会产生比通常的转速高得多的频率。如果滚珠轴承中有36个滚珠，则失效滚珠的频率分量将是输出振动特征，其谐波分量是基本旋转频率的36倍。虽然它可能不会给最终幅度增加太多，这意味着4-20mA信号不会有太大差异，但AC振动波形将允许您使用FFT分析仪观察它。

手持式振动仪表

我们经常遇到的一个问题是如何知道有多少毫米/秒的振动用作满量程，如果机器制造商无法提供这些信息，那么使用小型工厂手持式压力计可能就足够了。这可以为您提供现场测量的测量，因此您可以了解所需的加速度计。当您无法证明安装固定状态监测系统的费用时，它也是单件机械现场监控的理想选择。

带有交流输出的压力传感器或加速度计是分析任务的理想选择。这是因为输出可以很容易地输入频谱分析仪或示波器，使您可以收集振动幅度和结构的数据。

到目前为止，我们上海自动化仪表有限公司已经假定加速度计将用于通用工业应用。

环境考虑因素

但是，情况并非总是如此。某些应用可能要求加速度计必须能够承受高温，水，湿度和危险环境等因素。上海自动化仪表有限公司具有某些特性的加速度计，例如密封至IP67或68，或具有高或低工作温度的设备。

对于危险区域，需要使用具有IECEx认证的本安型设备，或者已获得Simtars批准的符合ANZex标准的设备。

最后但并非最不重要的是，有可用的物理空间和易于访问。

如果您要安装加速度计，通常会决定是否需要侧入式电缆或顶部入口电缆。

使用具有连接器的压力传感器变得越来越普遍。原因在于，为了维护目的，有必要移除加速度计，以节省时间和成本。但是，初始连接器安装的成本要高得多，因此直接电缆总能为您提供较低的安装价格和完美的可靠性。

对于重型振动应用，建议不要在加速度计上使用连接器。这需要铠装电缆直接连接到加速度计。使用现代电缆扎带，移除传感器并不困难，它将以更低的成本和更高的可靠性奖励您。这是因为连接器始终是安装中的弱点。连接器内的焊接接头容易出现故障。嵌入环氧树脂填充物中的直接电缆将确保更长的使至关重要的是，您最终使用的加速度计是适合用途的，因为它们通常用于保护不仅具有高资本成本的设备，而且还用于防止昂贵且破坏性的关闭。

精心设计的状态监测系统，包括振动监测和分析的使用，减少了对昂贵的，不定期的工厂停工的需求。

我们在污水处理厂看到了一个案例，其中一系列大型通风风扇没有安装振动监测装置。一个风扇上的刀片出现故障，由此产生的振动破坏了风扇机柜，风扇电机，严重损坏了两个相邻的风扇机柜。总维修费超过25万美元！

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