کالیبراسیون سنسور اندازه‌گیری شتاب و سرعت لرزش و ارتعاشات
سنسورهای تماسی ارتعاش در راستای پایش وضعیت لرزش، به بدنه ماشین دوار متصل میشوند. هرگونه اشتباه در اندازه گیری منجر میشود که پایش وضعیت ویبره به خوبی انجام نگیرد. همین مساله خرابی خیلی از ماشین آلات دوار را در پی داشته است؛ لذا کالیبراسیون دوره‌ای این دسته از حسگرهای ویبره به یک بحث حیاتی در صنعت تبدیل شده است. کالیبراسیون سنسورهای لرزه تماسی منجر به تعیین یا رد سلامت سنسور شده که به دنبال آن صحت و دقت اندازه گیری ها افزایش می‌یابد.
از دیگر ویژگی‌های کالیبراسیون میتوان به افزایش طول عمر ماشین دوار اشاره داشت.
کالیبراسیون سنسورهای تماسی (Acceleration Sensor/Velocity Sensor) تحت استانداردهایISO 17025 و API670 میباشد. ارزیابی سنسورهای ارتعاش مانند سنسور سرعت و سنسور شتاب مبتنی بر روش مقایسهای انجام می پذیرد.معمولا تستهای مرتبط با سنسورهای تماسی ارتعاش به دو دسته زیر طبقه بندی می شوند:
1- تست حساسیت / Sensitivity Test
2- تست فرکانسی / Frequency Test
آزمون sensitivity که تست حساسیت نیز نام دارد. در این آزمون کالیبراسیون فرکانس لرزش ثابت بوده و دامنه (Amplitude) شبیه ساز ارتعاش تغییر داده میشود. سپس دامنه لرزش شبیه ساز با دامنه کاری سنسور مقایسه شده و در نهایت با توجه به محدوده مجاز تعریف شده در استانداردها و دیتاشیت سنسور ارزیابی میگردد. از شبیه سازهای ارتعاش میتوان به شیکر (Vibration Shaker) اشاره کرد که نمونه 50 نیوتنی آن در شکل نمایش داده شده است.
از دیگر تستهای کالیبراسیون سنسورهای تماسی میتوان به تست فرکانسی اشاره کرد. در این تست بر خلاف آزمون حساسیت، دامنه ثابت و فرکانس متغیر میباشد. در فرکانسهای مختلف، دامنه اندازه گیری شده و میزان انحراف دامنه نسبت به استاندارد های ذکر شده در دیتاشیت سنسور محاسبه و دقت سنسور ارزیابی میگردد.
سنسورهای اندازه گیری شتاب ارتعاش چگونه کار می کنند؟
سنسورهای شتاب به طور کلی به دو دسته امپدانس بالا و امپدانس پایین تقسیم می شوند، سنسورهای امپدانس بالا برای اپلیکیشنهای دما بالا و کارهای تحقیقاتی مورد استفاده قرار گرفته و مستقیما به تجهیزات اندازه گیری لرزش متصل میگردند. در حالی که سنسورهای امپدانس پایین دارای یک تقویت کننده داخلی بوده و بار الکتریکی تولید شده ناشی از ارتعاش را به ولتاژ تبدیل میکنند. سنسورهای امپدانس پایین بیشتر در صنعت مورد استفاده قرار میگیرند. به طور کلی می توان این سنسورها را براساس فناوری ساخت به دسته‌ها‌ی زیر تقسیم کرد:
فناوری پیزوالکتریک
فناوری MEMS
فناوری پیزو رزیستیو
یکی از تفاوتهای عمده سنسورهای شتاب سنج پیزوالکتریک نوع خروجی آن میباشد. عملکرد به این شرح است که وقتی به کریستال پیزو نیرو وارد میشود متناسب با آن بار الکتریکی تولید میگردد لذا حساسیت آن بر حسبpC/(m/s2) یا pC/g بیان میشود. حال اگر تقویت کنندهای نیز در سنسور بکار گرفته شود، خروجی بار الکتریکی را میتوان به ولتاژ و یا جریان تبدیل کرد که این سیگنال معمولا ولتاژی بوده و بر حسب mV/(m/s2) بیان می گردد. لازم به ذکر است که سنسورهای ترانسمیتر شتاب خروجی 4-20mA دارند. جهت تکمیل مطالب، از راست به چپ ترانسمیتر شتاب LP302 CTC(خروجی 4-20 میلیآمپر)، سنسور شتاب AC102 CTC(خروجی ولتاژی) و سنسور شتاب CA202 Vibro-Meter (خروجی بار الکتریکی) دارد.
سنسورهای شتاب به سه دسته پیزوالکتریک، پیزو رسیستیو و خازنی تقسیم بندی میشوند. از مزایای سنسورهای شتابسنج پیزوالکتریک میتوان به محکم بودن در برابر ضربه و مناسب برای کاربردهای فرکانس بالا اشاره کرد. سنسورهای شتاب سنج پیزومقاومتی که strain gauge نیز نامیده میشوند در فرکانسهای بالا محدودیت داشته و مکانیزم کاری آنها نیز به گونه ایی است که وقتی به یک جسم کرنش وارد میشود منجر به تغییر مقاومت الکتریکی سنسور گشته و با اعمال ضریب میتوان ارتعاش را محاسبه کرد. دسته دیگر از شتابسنج ها متعلق به سنسورهای خارنی بوده و ساختمان داخلی آنها از صفحات ثابت و صفحات مرتعش تشکیل شده و مکانیزم کاری نیز بر مبنای تغییرات ایجاد شده در ظرفیت خازنی می باشد. مفهوم تغییرات ایجاد شده نیز به این معنا است که وقتی لرزشی در تجهیز مورد نظر اتفاق بیافتد، جسم مرتعش شروع به حرکت کرده و به دنبال آن تغییراتی در ظرفیت خازنی بوجود میآید. عملکرد سنسور MEMS در شکل آورده شده است.
سنسور اندازه گیری سرعت ارتعاش چگونه کار می کند؟
اساس کار سنسور سرعت بر مبنای اندازه‌گیری تغییرات جابه‌جایی بر زمان است. سنسورهای لرزش سرعت از نظر تکنولوژی ساخت به 3 گروه زیر تقسیم بندی می شوند:
پیزوالکتریک
فناوری MEMS
سیم پیچ (مغناطیسی)
نمونه‌ای از سنسور سرعت لرزش در شکل نمایش داده شده است.
عموما خروجی سنسورهای سرعت به صورت 20-4 میلی آمپر، mV/mm/s و یا mV/in/sec نمایش داده می شوند. سنسورهای لرزش سرعت در اشکال، اندازه‌ها، سطوح حساسیت و فناوری‌های مختلف ساخته میشوند.
آزمایشگاه کالیبراسیون تجهیزات اندازه‌گیری ارتعاشات یکان گواهینامه 17025:2017 را داشته و با رعایت تمام الزامات ذکر شده در گواهینامه 17025:2017 آماده ارائه خدمات کالیبراسیون می باشد.