Theo dõi rung động máy với Cảm biến gia tốc

Tại sao phải theo dõi rung động của máy?

Trong các thập niên gần đây, hệ thống công nghiệp chủ yếu hoạt động dựa vào máy móc, vì thế việc bảo trì hệ thống máy móc thường xuyên là điều rất cần thiết. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến hư hỏng, ví dụ như: máy làm việc quá công suất, hệ thống động cơ trong máy bị mài mòn, không thường xuyên tra dầu vào các chi tiết máy,… nhưng nguyên nhân chủ yếu nhất vẫn do những rung động không mong muốn gây ra.

Vậy nguyên nhân dẫn nào dẫn đến những rung động không mong muốn?

Hầu hết các rung động là do một trong những nguyên nhân sau: có lực tác động lặp đi lặp lại, sự lỏng lẻo trong các chi tiết máy và sự cộng hưởng.

Rung động không mong muốn dẫn đến những tác hại nào?

• Máy móc sẽ bị phá hủy nghiêm trọng đòi hỏi chi phí sửa chữa hoặc thay thế cao
• Máy tiêu thụ nhiều năng lượng hơn
• Ảnh hưởng đến kế hoạch sản xuất và chất lượng sản phẩm
• Ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người
• ……

Làm thế nào để xác định được các rung động này?

Chúng ta phải sử dụng các cảm biến có thể theo dõi rung động của máy đo. Có rất nhiều loại cảm biến đo rung động khác nhau nhưng cảm biến gia tốc thường được sử dụng nhất vì nó có nhiều ưu điểm hơn các loại khác.

Ứng dụng giám sát rung động của tuabin gió

Cảm biến gia tốc là gì? Và có bao nhiêu loại cảm biến gia tốc?

Cảm biến gia tốc là cảm biến tạo ra một tín hiệu điện tỷ lệ với gia tốc của thành phần rung động.

Về cơ bản, có ba loại cảm biến gia tốc, đó là: cảm biến gia tốc kiểu tụ, áp điện và áp trở. Nhưng ở đây, chúng tôi chỉ giới thiệu về cảm biến gia tốc kiểu áp điện và áp trở vì những ưu điểm vượt trội của chúng.

Cảm biến gia tốc kiểu áp điện

Cấu tạo chung của gia tốc kế kiểu áp điện bao gồm một khối lượng rung M, một phần tử điện áp đặt trên giá đỡ cứng và toàn bộ được đặt trong một vỏ hộp kín. Cảm biến này có tần số cộng hưởng cao, kết cấu chắc chắn, nhạy với ứng lực của đế.

Các cảm biến áp điện có phần tử cảm biến dạng nén cho độ chính xác cao với giá thành thấp.

Các cảm biến áp điện có phần tử cảm biến dạng cắt giúp nó ít bị ảnh hưởng bởi các đỉnh chuyển tiếp nhiệt độ và các biến dạng cơ bản, có thể được sử dụng ở nhiệt độ lên đến 250⁰C.

Cảm biến kiểu áp trở

Cấu tạo chung của một gia tốc kế áp trở gồm một tấm mỏng đàn hồi một đầu gắn với giá đỡ, một đầu gắn với khối lượng rung, trên đó có gắn từ 2 đến 4 áp trở mắc trong mạch cầu Wheastone. Các cảm biến kiểu này là thông dụng nhất bởi các ưu điểm vượt trội như độ nhạy cao, giá thành rẻ, mạch xử lý tín hiệu đơn giản.

Cảm biến gia tốc được gắn như thế nào?

• Gắn càng gần với vị trí ổ đỡ càng tốt
• Gắn đầu đo gia tốc phải bảo đảm chắc chắc
• Đảm bảo đúng chiều
• Chỉ gắn cùng một đầu đo gia tốc cho cùng một vị trí đo
• Vị trí gắn của máy được đo phải đảm bảo chắc chắn
• Thao tác cẩn thận tránh làm hư hỏng đầu đo và cáp kết nối
• Người đo phải đảm bảo an toàn khi đo

Kết luận

Tùy theo từng loại máy móc, khoảng đo, môi trường hoạt động mà chúng ta chọn những cảm biến gia tốc phù hợp. Hy vọng bài viết này cung cấp thêm cho bạn những thông tin bổ ích trong quá trình lựa chọn cảm biến, giúp chúng ta theo dõi máy móc và bảo trì khi cần thiết, hạn chế những tổn thất không cần thiết.