Strumenti vibrometrici: accelerometri IEPE, trasformatori di velocità, sensori di avvicinamento

Introduzione: Importanza degli strumenti di misurazione vibrazionali per la affidabilità della produzione

I dispositivi di misura vibrazionali sono componenti critici dei sistemi di controllo e monitoraggio nelle installazioni industriali. La loro funzione principale è rilevare i processi vibrazionali che si verificano nei sistemi meccanici al fine di garantire la loro sicurezza, durata e efficienza. I dispositivi di misura vibrazionali vengono utilizzati per rilevare le deviazioni nel funzionamento dell'attrezzatura, la rilevazione di tensioni di fatica, lo scoppio di usura, nonché per la previsione di guasti. Per questo motivo, la scelta corretta, l'installazione e il monitoraggio dei dispositivi di misura vibrazionali sono necessari per garantire la affidabilità della produzione.

Principi fondamentali: fisica e meccanica della misurazione vibrazionale

I dispositivi vibrometrici operano in base al principio di misurazione della vibrazione, che è un movimento del corpo con velocità variabile. La vibrazione può essere misurata in termini di velocità, accelerazione o spostamento. In base a questo, i dispositivi vibrometrici si dividono in tre tipi principali: accelerometri IEPE, trasformatori velocità e sensori di prossimità.

Accelerometri IEPE utilizzano amplificatori elettrici con segnale di uscita in tensione proporzionale all'accelerazione. Trasformatori di velocità misurano la velocità di vibrazione, mentre sensori di prossimità misurano la variazione della distanza tra superfici, permettendo di rilevare vibrazioni a livelli estremamente bassi.

Caratteristiche tecniche e standard

I dispositivi di misura vibrazionali devono essere costruiti in conformità ai seguenti standard:

• IEPE (Integrated Electronic Piezoelectric) — standard di definizione degli amplificatori elettronici utilizzati nei accelerometri. L'adesione a IEPE 1424 assicura l'armonia dei segnali misurati.
• ISO 281 — stabilisce lo standard per la misurazione dell'accelerazione, velocità e spostamento della vibrazione.
• DSTU 4814-99 — stabilisce le richieste per gli strumenti di misura utilizzati nell'industria ucraina.
• EN 50081 — stabilisce l'compatibilità elettromagnetica per dispositivi di misura.
• IEC 60947-2 — stabilisce le richieste per dispositivi elettrici utilizzati nei sistemi industriali.

I criteri per la scelta degli strumenti di misurazione vibrazionali includono:

• Intervallo di misura (ad esempio, 0–500 Hz, 0–1000 Hz)
• Precisione delle misurazioni (ad esempio, ±0,5%, ±1,0%)
• Segnale di uscita (ad esempio, 0–10 V, 4–20 mA)
• Temperatura massima di esercizio (ad esempio, -40°C fino a +85°C)
• Potenza assorbita (ad esempio, 10 mA, 5 V)

Criteri di scelta e calcolo

La scelta del dispositivo di misura vibrazionale dipende dal tipo di misura, dalle condizioni di esercizio e dalle richieste di accuratezza. Di seguito è riportata una tabella che aiuta a determinare l'opzione ottimale per il dispositivo di misura vibrazionale.

Consigli pratici per l'installazione e la messa in funzione

Un corretto montaggio e regolazione degli strumenti di misura vibrazionali svolge un ruolo chiave nel garantire la loro affidabilità e precisione:

1. Scelta del posto di installazione — la scelta del posto deve garantire un collegamento stabile all'attrezzatura e l'assenza di influenze esterne (calore, umidità, campi magnetici).
2. Connessione — utilizzare cavi con alta resistenza alle influenze elettromagnetiche e conformità ai standard IEC 60947-2.
3. Impostazione — impostare i parametri dell'apparecchio di misura in base ai dati del produttore e alle condizioni di esercizio.
4. Test — effettuare il test prima dell'utilizzo per garantire la conformità ai requisiti degli standard.
5. Monitoraggio — effettuare controlli regolari dello stato dell'attrezzatura e delle misurazioni per garantire l'accuratezza.

Modalità di guasto e analisi delle cause

Le più comuni cause di guasto dei dispositivi di misura vibrazionali includono:

• Aumento della vibrazione — indica un possibile usura o fatica.
• Variazione del segnale di uscita — può essere causata dall'umidità, dall'inquinamento o da influenze elettromagnetiche.
• Instabilità — si verifica a causa di un'installazione errata o di un segnale d'ingresso instabile.
• Modifica dei parametri — può essere causata da influenze termiche o da variazioni nei parametri vibratori.

La determinazione delle cause di guasto può includere l'uso di indicatori visivi, l'analisi dei dati e l'esecuzione di test diagnostici.

Previsione della fatica e monitoraggio dello stato

I metodi moderni di previsione dell'affaticamento e di monitoraggio dello stato misurano i parametri di vibrazione per rilevare possibili guasti. Sono utilizzati i seguenti metodi:

• Filtraggio del segnale — utilizzato per eliminare il rumore e migliorare l'accuratezza delle misurazioni.
• Analisi della frequenza — viene utilizzata per rilevare deviazioni nel spectrum di frequenza.
• Monitoraggio della temperatura — viene utilizzato per rilevare l'influenza della temperatura sul dispositivo.
• Elaborazione informatica — utilizzata per l'analisi dei dati e la previsione dell'affaticamento.

Questi metodi garantiscono un alto livello di precisione e efficienza nelle misurazioni, che rispettano le richieste degli standard.

Tabella comparativa

Ecco una tabella comparativa che mostra le differenze tra tre varianti di dispositivi di misurazione vibrazionali.

Conclusione

I dispositivi di misurazione vibrazionali sono componenti indispensabili per garantire la affidabilità e l'efficienza delle installazioni industriali. La scelta corretta, l'installazione e il monitoraggio dei dispositivi di misurazione vibrazionali giocano un ruolo chiave nel garantire il loro funzionamento continuo. Unitec-D (UNITEC-D) è un fornitore affidabile di dispositivi di misurazione vibrazionali che rispettano gli standard e garantiscono un'alta precisione delle misurazioni. Per ottenere informazioni complete sui dispositivi di misurazione vibrazionali disponibili, visitate https://www.unitecd.com/e-catalog/.

Fonti

• ISO 281 — Misurazione vibrazioni
• DSTU 4814-99 — Requisiti per l'attrezzatura di misurazione
• IEC 60947-2 — Requisiti per dispositivi elettrici
• EN 50081 — Compatibilità elettromagnetica
• Foglio Tecnico UNITEC-D — Documentazione del Produttore