工作原理
磁电感应原理:振动速度传感器主要由磁路系统、惯性质量、弹簧阻尼等部分组成。在传感器壳体中刚性地固定有磁铁,惯性质量(线圈组件)用弹簧元件悬挂于壳上。工作时,将传感器安装在机器上,机器振动时,在传感器工作频率范围内,线圈与磁铁相对运动、切割磁力线,在线圈内产生感应电压,该电压值正比于振动速度值。
MEMS 技术原理:基于微机电系统(MEMS)技术的振动速度传感器,利用微机械结构在振动时产生的物理变化,如电容变化、电阻变化等,将振动速度转换为电信号输出。
技术指标
灵敏度:表示传感器对振动速度的敏感程度,单位通常为 mV/mm/s,如常见的 20mV/mm/s±5%,意味着每毫米每秒的振动速度变化会产生 20 毫伏左右的电压变化。
频响范围:指传感器能够准确测量的振动频率范围,如 10-1000Hz (-3dB),表示在 10Hz 到 1000Hz 的频率范围内,传感器的输出信号幅值误差在 ±3dB 以内。
幅值线性度:描述传感器输出信号与输入振动速度之间的线性关系程度,一般要求幅值线性度小于 3%,以保证测量的准确性。
横向灵敏度:反映传感器对垂直于测量方向振动的敏感程度,通常要求横向灵敏度小于 5%,以减少横向振动对测量结果的干扰。
特点
输出信号与振动速度成正比:对振动测量来说可以兼顾高频、中频和低频的应用领域,并且符合目前国际标准(ISO)对旋转机器评定参数的要求。
具有较低的输出阻抗:能提供较好的信噪比,使信号传输过程中不易受到干扰,使用方便。
具有较低的使用频率:可以适用于低转速的旋转机器。
灵活性好:可以测量微小的振动,能够满足不同场景下的测量需求。
有一定抗横向振动能力:一般能承受不大于 10g 峰值的横向振动,保证在一定的复杂振动环境下正常工作。
应用领域
工业设备监测:用于风机、压缩机、水泵、电机等旋转机械的轴承振动测量与实时监控,可提前监测到因轴承磨损、轴承开裂、动平衡不良以及不对中等因素引起的机器故障,提出报警,防止机器损坏。
电力行业:对发电机、汽轮机等设备进行振动监测,确保设备的安全稳定运行,保障电力供应的可靠性。
石油化工:在采油、炼油等过程中,对各种机械设备如抽油机、管道泵等进行振动监测,及时发现设备故障,避免生产事故的发生。
建筑与桥梁监测:用于监测建筑物、桥梁等结构在风荷载、地震等作用下的振动情况,评估结构的安全性和健康状况。