Einleitung: Bedeutung von Schwingungsmessgeräten für die Zuverlässigkeit der Produktion

Vibrationsmessgeräte sind kritische Komponenten von Steuerungs- und Überwachungssystemen in industriellen Anlagen. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Vibrationen zu erkennen, die in mechanischen Systemen entstehen, um deren Sicherheit, Lebensdauer und Effizienz zu gewährleisten. Vibrationsmessgeräte werden verwendet, um Abweichungen im Betrieb von Maschinen zu erkennen, Ermüdungsspannungen, Verschleiß sowie zur Vorhersage von Störungen zu identifizieren. Daher ist die richtige Auswahl, Installation und Überwachung von Vibrationsmessgeräten notwendig, um die Zuverlässigkeit der Produktion zu gewährleisten.

Grundprinzipien: Physik und Mechanik der Schwingungsmessung

Vibrationsmessgeräte arbeiten auf der Grundlage des Prinzips der Messung von Vibrationen, die eine Bewegung eines Körpers mit veränderlicher Geschwindigkeit darstellen. Vibrationen können als Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Verschiebung gemessen werden. Entsprechend hierzu werden Vibrationsmessgeräte in drei grundlegende Typen unterteilt: IEPE-Accelerometer, Geschwindigkeitswandler und Näherungssensoren.

IEPE-Accelerometer verwenden elektrische Verstärker mit Ausgangsspannungssignalen, die dem Beschleunigung proportional sind. Geschwindigkeitswandler messen die Schwingungsgeschwindigkeit, und Näherungssensoren messen die Änderung der Abstand zwischen Flächen, was es ermöglicht, Schwingungen auf sehr niedrigen Niveaus zu erkennen.

Technische Merkmale und Standards

Vibrationsmessgeräte müssen gemäß den folgenden Standards hergestellt werden:

IEPE (Integrierte elektronische piezoelektrische) — Standard zur Definition von Verstärkern, die in Beschleunigungssensoren verwendet werden. Die Einhaltung von IEPE 1424 stellt die Harmonicität der Messsignale sicher.
ISO 281 — legt den Standard für die Messung von Beschleunigung, Geschwindigkeit und Verschiebung der Schwingung fest.
DSTU 4814-99 — legt Anforderungen an Messgeräte fest, die im ukrainischen industriellen Produktion eingesetzt werden.
EN 50081 — stellt die elektromagnetische Verträglichkeit für Messgeräte sicher.
IEC 60947-2 — legt Anforderungen an elektrische Geräte fest, die in industriellen Systemen verwendet werden.

Kriterien zur Auswahl von Schwingungsmessgeräten umfassen:

Messbereich (z. B. 0–500 Hz, 0–1000 Hz)
Genauigkeit der Messungen (z. B. ±0,5 %, ±1,0 %)
Ausgangssignal (z. B. 0–10 V, 4–20 mA)
Maximale Betriebstemperatur (z. B. -40°C bis +85°C)
Leistungsaufnahme (z. B. 10 mA, 5 V)

Kriterien der Auswahl und Berechnung

Die Auswahl eines Schwingungsmessgeräts hängt vom Typ der Messung, den Betriebsbedingungen und den Anforderungen an die Genauigkeit ab. Unten finden Sie eine Tabelle, die Ihnen dabei hilft, das optimale Schwingungsmessgerät zu bestimmen.

Parameter	IEPE-Accelerometer	Geschwindigkeitswandler	Näherungssensor
Frequenzbereich	0–500 Hz	0–1000 Hz	0–500 Hz
Ausgangssignal	0–10 V	0–10 V	0–5 V
Genauigkeit	±0,5%	±1,0%	±0,8%
Maximale Temperatur	-40°C bis +85°C	-20°C bis +70°C	-40°C bis +85°C
Leistung	10 mA	15 mA	5 mA

Praktische Tipps zur Installation und Inbetriebnahme

Die korrekte Installation und Einstellung von Vibrationsmessgeräten spielt eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung ihrer Zuverlässigkeit und Genauigkeit:

Auswahl der Montagestelle — die Auswahl der Montagestelle muss eine stabile Verbindung zum Equipment sowie die Abwesenheit äußerer Einflüsse (Wärme, Feuchtigkeit, magnetische Felder) gewährleisten.
Verbindung – verwenden Sie Kabel mit hoher EMV-Beständigkeit und Übereinstimmung mit den Normen IEC 60947-2.
Einstellung — stellen Sie die Parameter des Messgeräts entsprechend den Herstellerangaben und den Betriebsbedingungen ein.
Testen – führen Sie Tests durch, bevor Sie den Einsatz beginnen, um die Einhaltung der Anforderungen der Standards sicherzustellen.
Monitoring — prüfen Sie regelmäßig den Zustand des Geräts und der Messungen, um die Genauigkeit zu gewährleisten.

Modale Ausfälle und Ursachenanalyse

Die häufigsten Ausfälle von Schwingungsmessgeräten umfassen:

Vibrationssteigerung – weist auf eine mögliche Abnutzung oder Ermüdung hin.
Ausgangssignaländerung – kann durch Feuchtigkeit, Verunreinigung oder elektromagnetischen Einflüssen verursacht werden.
Unstabilität — entsteht durch falsche Installation oder Instabilität des Eingangssignals.
Parameteränderung – kann durch thermische Einflüsse oder Änderungen der Schwingungsparameter verursacht werden.

Die Bestimmung der Fehlerursachen kann die Verwendung visueller Indikatoren, die Analyse von Daten und die Durchführung diagnostischer Tests umfassen.

Prognose der Ermüdung und Zustandsüberwachung

Moderne Verfahren zur Vorhersage von Ermüdung und Zustandsüberwachung messen Parameter der Vibration zur Erkennung möglicher Ausfälle. Verwendete Methoden sind:

Signalfiltration — wird angewandt, um Rauschen zu entfernen und die Genauigkeit der Messungen zu erhöhen.
Frequenzanalyse — wird verwendet, um Abweichungen im Frequenzspektrum zu erkennen.
Temperaturüberwachung — wird verwendet, um den Einfluss der Temperatur auf das Gerät zu erkennen.
Computergestützte Verarbeitung — wird zur Analyse von Daten und zur Vorhersage von Ermüdung eingesetzt.

Diese Methoden gewährleisten eine hohe Genauigkeit und Effizienz der Messungen, die den Anforderungen der Standards entsprechen.

Vergleichstabelle

Unten finden Sie eine vergleichende Tabelle, die die Unterschiede zwischen drei Varianten von Schwingungsmessgeräten zeigt.

Parameter	IEPE-Accelerometer	Geschwindigkeitswandler	Näherungssensor
Frequenzbereich	0–500 Hz	0–1000 Hz	0–500 Hz
Ausgangssignal	0–10 V	0–10 V	0–5 V
Genauigkeit	±0,5%	±1,0%	±0,8%
Maximale Temperatur	-40°C bis +85°C	-20°C bis +70°C	-40°C bis +85°C
Leistung	10 mA	15 mA	5 mA

Zusammenfassung

Vibromessgeräte sind unverzichtbare Komponenten zur Sicherstellung der Zuverlässigkeit und Effizienz industrieller Anlagen. Die richtige Auswahl, Installation und Überwachung von Vibromessgeräten spielt eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung ihrer zuverlässigen Funktion. UNITEC-D ist ein zuverlässiger Lieferant von Vibromessgeräten, die den Anforderungen der Standards entsprechen und eine hohe Messgenauigkeit gewährleisten. Für vollständige Informationen zu verfügbaren Vibromessgeräten besuchen Sie https://www.unitecd.com/e-catalog/.

Quellen

ISO 281 — Schwingungsmessung
DSTU 4814-99 — Anforderungen an Messgeräte
IEC 60947-2 — Anforderungen an elektrische Geräte
EN 50081 — Elektromagnetische Verträglichkeit
UNITEC-D Technische Datenblatt — Herstellerdokumentation