330400 एक्सेलेरोमीटर एक उच्च-प्रदर्शन पीजोइलेक्ट्रिक एक्सेलेरोमीटर है जिसे बेकर ह्यूजेस बेंटली नेवादा द्वारा महत्वपूर्ण मशीनरी की स्थिति की निगरानी के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका उपयोग विशेष रूप से मशीन केसिंग या बियरिंग हाउसिंग पर कंपन त्वरण को मापने के लिए किया जाता है और यह प्रारंभिक दोषों की पहचान करने और अनियोजित डाउनटाइम को रोकने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है। यह मॉडल एक्सेलेरोमीटर के लिए अमेरिकन पेट्रोलियम इंस्टीट्यूट (एपीआई) मानक 670 आवश्यकताओं के सख्त अनुपालन में डिज़ाइन किया गया है, जो इसे तेल और गैस, रसायन और बिजली उत्पादन जैसे उद्योगों में उच्च गति, उच्च-विश्वसनीयता उपकरणों की निगरानी के लिए एक पसंदीदा समाधान बनाता है।
इस सेंसर को आंतरिक गतिशील बलों (उदाहरण के लिए, रोटर असंतुलन, गलत संरेखण, असर दोष, गियर जाल मुद्दों) द्वारा मशीन आवरण में प्रेषित उच्च आवृत्ति कंपन को पकड़ने के लिए इंजीनियर किया गया है। निकटता जांच प्रणालियों को लागू करना जो मुख्य रूप से सापेक्ष रोटर कंपन की निगरानी करते हैं, 330400 मशीन संरचना के पूर्ण कंपन के बारे में जानकारी प्रदान करता है। यह कुछ प्रकार की खराबी के निदान के लिए महत्वपूर्ण है, जैसे गियरबॉक्स की समस्याएँ, उच्च-आवृत्ति बीयरिंग विफलताएँ और ब्लेड पास आवृत्तियाँ।
अपनी 100 एमवी/जी नाममात्र संवेदनशीलता और 50 ग्राम शिखर त्वरण रेंज के साथ, 330400 संवेदनशीलता और माप सीमा के बीच एक उत्कृष्ट संतुलन प्राप्त करता है, जो इसे कम से उच्च आवृत्तियों तक कंपन संकेतों के एक विस्तृत स्पेक्ट्रम को सटीक रूप से पकड़ने में सक्षम बनाता है।
द्वितीय. विस्तृत मुख्य कार्य
330400 एक्सेलेरोमीटर का मुख्य कार्य सतह के यांत्रिक कंपन (त्वरण) को सटीक और रैखिक रूप से परिवर्तित करना है जिस पर इसे मॉनिटरिंग सिस्टम द्वारा बाद के विश्लेषण, प्रदर्शन और अलार्म पीढ़ी के लिए एक मानकीकृत विद्युत सिग्नल (वोल्टेज) में परिवर्तित किया जाता है।
मशीन सुरक्षा और दोष पूर्व चेतावनी
मशीनरी सुरक्षा प्रणाली के भाग के रूप में, 330400 लगातार मशीन आवरण के कंपन स्तर की निगरानी करता है। जब कंपन का आयाम पूर्व-निर्धारित सुरक्षा सीमा से अधिक हो जाता है, तो यह निगरानी प्रणाली में अलार्म या शटडाउन सिग्नल को ट्रिगर करता है। यह उपकरण को असामान्य परिस्थितियों में काम करने से रोकता है, विनाशकारी विफलताओं से बचाता है और उच्च मूल्य वाली संपत्तियों की सुरक्षा करता है।
स्थिति की निगरानी और दोष निदान
यह इसके अधिक उन्नत कार्य का प्रतिनिधित्व करता है। 330400 से कंपन सिग्नल आउटपुट का विश्लेषण करके, तकनीशियन यह कर सकते हैं:
दोष प्रकारों की पहचान करें: विभिन्न मशीन दोष अलग-अलग विशेषताओं के साथ कंपन संकेत उत्पन्न करते हैं। उदाहरण के लिए, रोटर असंतुलन मुख्य रूप से 1X कंपन के रूप में प्रकट होता है; मिसलिग्न्मेंट 2X और उससे भी अधिक उच्च हार्मोनिक्स उत्पन्न करता है; रोलिंग तत्व असर दोष उच्च आवृत्ति प्रभाव संकेत उत्पन्न करते हैं; और गियर दोष से गियर जाल आवृत्तियों और उनके साइडबैंड का पता चलता है।
दोष स्रोत का पता लगाएं: मशीन पर विभिन्न स्थानों पर कई सेंसर स्थापित करके (उदाहरण के लिए, ड्राइव एंड, नॉन-ड्राइव एंड, गियरबॉक्स इनपुट और आउटपुट), डेटा की तुलना किसी दोष के विशिष्ट स्थान को इंगित करने में सहायता के लिए की जा सकती है।
प्रवृत्ति विश्लेषण: लंबे समय तक कंपन डेटा को लगातार रिकॉर्ड करने से मशीन के स्वास्थ्य में परिवर्तन का अवलोकन किया जा सकता है। कंपन में धीरे-धीरे वृद्धि अक्सर घटक की गिरावट का संकेत देती है, जैसे कि बीयरिंग का घिसना या गियर का खड़ा होना, पूर्वानुमानित रखरखाव को सक्षम करना।
गियर मेश मॉनिटरिंग
डेटाशीट विशेष रूप से 'गियर मेश मॉनिटरिंग' के लिए सेंसर की उपयुक्तता को नोट करती है। गियरबॉक्स में दोष (उदाहरण के लिए, टूटे हुए दांत, गड्ढे, घिसाव) उच्च आवृत्ति कंपन घटक उत्पन्न करते हैं। 330400 की विस्तृत आवृत्ति प्रतिक्रिया रेंज (10 हर्ट्ज से 15 किलोहर्ट्ज़) इसे इन उच्च-आवृत्ति संकेतों को प्रभावी ढंग से पकड़ने की अनुमति देती है, जो गियरबॉक्स स्वास्थ्य मूल्यांकन के लिए महत्वपूर्ण डेटा प्रदान करती है।
उच्च-आवृत्ति गतिशील घटना को पकड़ना
कई मशीन की खराबी के प्रारंभिक लक्षण, विशेष रूप से रोलिंग तत्व बीयरिंग और गियर में प्रारंभिक चरण की विफलता, उच्च-आवृत्ति, कम-ऊर्जा प्रभाव वाले पल्स हैं। 330400 की 30 किलोहर्ट्ज़ तक की माउंटेड अनुनाद आवृत्ति यह सुनिश्चित करती है कि यह इन उच्च-आवृत्ति घटनाओं को विरूपण के बिना महसूस कर सके, जो शॉक पल्स या लिफाफा डिमॉड्यूलेशन विश्लेषण जैसी उन्नत नैदानिक तकनीकों के लिए विश्वसनीय कच्चा डेटा प्रदान करती है।
तृतीय. गहन कार्य सिद्धांत: पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव और आईईपीई प्रौद्योगिकी
330400 एक्सेलेरोमीटर का मुख्य संचालन सिद्धांत पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव पर आधारित है और इसमें इंटीग्रेटेड इलेक्ट्रॉनिक्स पीजो-इलेक्ट्रिक (आईईपीई) तकनीक शामिल है, जो एक परिपक्व और विश्वसनीय डिजाइन है।
पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव: यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना
कोर सेंसिंग तत्व: सेंसर का हृदय एक पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल (आमतौर पर क्वार्ट्ज या विशेष पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक) है। इस सामग्री में एक अद्वितीय भौतिक गुण होता है: जब यांत्रिक तनाव (उदाहरण के लिए, संपीड़न या तनाव) के अधीन होता है, तो यह लागू बल के अनुपात में एक आंतरिक विद्युत चार्ज उत्पन्न करता है। इसे प्रत्यक्ष पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के रूप में जाना जाता है।
भूकंपीय द्रव्यमान और बल अनुप्रयोग: सेंसर के अंदर, एक भूकंपीय द्रव्यमान पीजोइलेक्ट्रिक तत्व पर लगाया जाता है। न्यूटन के दूसरे नियम (F=ma) के अनुसार, जब सेंसर का आधार मशीन आवरण के साथ कंपन करता है, तो भूकंपीय द्रव्यमान कंपन त्वरण के आनुपातिक एक जड़त्व बल उत्पन्न करता है। यह बल लगातार पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल पर लगाया जाता है।
चार्ज जनरेशन: चूंकि पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल पर बल (F) त्वरण (ए) (F = m·a, द्रव्यमान m स्थिर होने के साथ) के समानुपाती होता है, इसलिए पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल द्वारा उत्पन्न विद्युत चार्ज (Q) भी मापा त्वरण (ए) के समानुपाती होता है। इस प्रकार, यांत्रिक कंपन त्वरण की जानकारी विद्युत आवेश की भिन्नता में परिवर्तित हो जाती है।
अंतर्निर्मित माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स और आईईपीई सिस्टम
कच्चा पीजोइलेक्ट्रिक चार्ज सिग्नल बहुत कमजोर है और इसमें उच्च प्रतिबाधा है, जिससे यह केबल शोर के प्रति अतिसंवेदनशील हो जाता है और लंबी दूरी पर संचारित करना मुश्किल हो जाता है। 330400 इस समस्या को हल करने के लिए IEPE (जिसे ICP® भी कहा जाता है) तकनीक का उपयोग करता है।
सिग्नल प्रवर्धन और प्रतिबाधा रूपांतरण: एक लघु चार्ज एम्पलीफायर या प्रतिबाधा कनवर्टर सर्किट सेंसर के भीतर एकीकृत होता है। यह सर्किट पीज़ोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल से उच्च-प्रतिबाधा चार्ज सिग्नल को कम-प्रतिबाधा वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित करता है। यह सेंसर की संवेदनशीलता (100 mV/g) का मूल है - प्रत्येक 1g त्वरण इनपुट के लिए, सर्किट 100 मिलीवोल्ट सिग्नल आउटपुट करता है।
लगातार चालू बिजली आपूर्ति और सिग्नल ट्रांसमिशन: IEPE प्रणाली की एक प्रमुख विशेषता दो-तार प्रणाली है। एक ही केबल का उपयोग सेंसर के आंतरिक इलेक्ट्रॉनिक्स (आमतौर पर -24 वीडीसी, जैसा कि 330400 द्वारा आवश्यक है) को डीसी पावर प्रदान करने और एसी कंपन सिग्नल को आउटपुट करने के लिए किया जाता है। मॉनिटरिंग सिस्टम या प्रॉक्सिमिटर सेंसर को एक निरंतर करंट की आपूर्ति करता है (330400 के लिए, बायस करंट 2 mA नाममात्र है)। आंतरिक इलेक्ट्रॉनिक्स डीसी बिजली आपूर्ति पर कंपन वोल्टेज सिग्नल को सुपरइम्पोज़ करते हुए, इस करंट को नियंत्रित करते हैं। प्राप्त करने वाले छोर पर, मॉनिटरिंग सिस्टम शुद्ध एसी कंपन सिग्नल को निकालते हुए, डीसी घटक को ब्लॉक करने के लिए एक युग्मन संधारित्र का उपयोग करता है।
बायस वोल्टेज: स्थिर (शून्य त्वरण) स्थितियों के तहत, सेंसर एक स्थिर डीसी वोल्टेज आउटपुट करता है, जिसे बायस वोल्टेज के रूप में जाना जाता है (330400 के लिए, यह -8.5 ± 0.5 वीडीसी है)। यह वोल्टेज आंतरिक सर्किटरी के सही ढंग से काम करने के लिए आवश्यक एक संदर्भ बिंदु है, और निगरानी प्रणाली को इसके लिए एक डीसी पथ प्रदान करना होगा।
आवृत्ति प्रतिक्रिया और अनुनाद
ऑपरेटिंग फ़्रीक्वेंसी बैंड: निर्दिष्ट 10 हर्ट्ज से 15 किलोहर्ट्ज़ (±3 डीबी) आवृत्ति रेंज है जिसके भीतर 330400 सटीक माप कर सकता है। 10 हर्ट्ज से नीचे, सेंसर की प्रतिक्रिया बंद हो जाती है; 15 किलोहर्ट्ज़ से ऊपर, जैसे-जैसे यह अपनी गुंजयमान आवृत्ति के करीब पहुंचता है, प्रतिक्रिया तेजी से बढ़ती है।
माउंटेड रेज़ोनेंट फ़्रीक्वेंसी: प्रत्येक एक्सेलेरोमीटर में एक प्राकृतिक रेज़ोनेंट फ़्रीक्वेंसी होती है। 330400 की माउंटेड अनुनादी आवृत्ति 30 kHz से अधिक है। यह एक वांछनीय विशेषता है क्योंकि यह अपने ऑपरेटिंग बैंड (15 किलोहर्ट्ज़) से काफी ऊपर है, जो ऑपरेटिंग बैंड के भीतर एक फ्लैट आयाम प्रतिक्रिया और रैखिक चरण प्रतिक्रिया सुनिश्चित करता है, अनुनाद के कारण होने वाले सिग्नल विरूपण से बचाता है। गुंजयमान शिखर को अधिकतम 20 डीबी तक नियंत्रित किया जाता है।
पर्यावरणीय मुआवज़ा और हस्तक्षेप प्रतिरक्षा डिज़ाइन
तापमान मुआवजा: इलेक्ट्रॉनिक घटकों और पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्रियों के गुण तापमान के साथ बदलते हैं। 330400 को व्यापक तापमान रेंज में स्थिर प्रदर्शन बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है, इसके ऑपरेटिंग तापमान रेंज पर -11% से +3% की विशिष्ट तापमान संवेदनशीलता है।
अनुप्रस्थ संवेदनशीलता: सेंसर में अपने मुख्य अक्ष के लंबवत कंपन के प्रति भी कुछ संवेदनशीलता होती है। 330400 की अनुप्रस्थ संवेदनशीलता 5% से कम है, एक उत्कृष्ट आंकड़ा जो गैर-माप दिशाओं में कंपन के प्रति कम संवेदनशीलता को दर्शाता है, जो डेटा सटीकता सुनिश्चित करता है।
बेस स्ट्रेन संवेदनशीलता: जब एक ऐसी सतह पर लगाया जाता है जो यांत्रिक भार या थर्मल विस्तार के कारण विकृत हो जाती है, तो सेंसर का केस स्वयं इस स्ट्रेन को पीजोइलेक्ट्रिक तत्व तक पहुंचा सकता है, जिससे एक गलत संकेत उत्पन्न होता है। 'G' (सभी नए मॉडलों सहित) से पहले सीरियल नंबर वाली 330400 इकाइयों के लिए, बेस स्ट्रेन संवेदनशीलता काफी कम होकर 0.0005 g/µε (आपूर्ति किए गए एपीआई माउंटिंग बेस का उपयोग करते समय) हो जाती है। यह उच्च तापीय प्रवणता वाले अनुप्रयोगों या विरूपण की संभावना वाली संरचनाओं पर महत्वपूर्ण है।
ईएमआई प्रतिरक्षा: धातु केस और परिरक्षित केबल अच्छा विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण प्रदान करते हैं। इसकी चुंबकीय क्षेत्र संवेदनशीलता 225 मिलीग्राम/गॉस से कम है, जिसका अर्थ है कि यह मजबूत चुंबकीय क्षेत्र वातावरण में भी स्थिर रूप से काम कर सकता है।
पर्यावरणीय सीलिंग: सेंसर केस 316L स्टेनलेस स्टील से बना है और भली भांति बंद करके सील किया गया है, जो IP68 रेटिंग (धूलरोधी और जलरोधक) प्राप्त करता है, जिससे यह 100% संघनक आर्द्रता और कठोर औद्योगिक वातावरण का सामना कर सकता है।
चतुर्थ. मुख्य प्रदर्शन और तकनीकी विशेषताएँ
विद्युत विशेषताओं
संवेदनशीलता: 100 एमवी/जी ±5%, उच्च सिग्नल-टू-शोर अनुपात आउटपुट प्रदान करता है।
रेंज: 50 ग्राम चोटी, अधिकांश औद्योगिक मशीनरी में कंपन की निगरानी के लिए उपयुक्त।
आयाम रैखिकता: पूर्ण पैमाने तक ±1% की उच्च सटीकता।
ब्रॉडबैंड शोर तल: न्यूनतम 0.01 ग्राम आरएमएस, जो बहुत कमजोर कंपन संकेतों का पता लगाने में सक्षम बनाता है।
आउटपुट प्रतिबाधा: कम प्रतिबाधा वोल्टेज आउटपुट, महत्वपूर्ण सिग्नल गिरावट के बिना 305 मीटर तक लंबे केबलों के उपयोग की अनुमति देता है।
यांत्रिक और भौतिक विशेषताएँ
मजबूत निर्माण: 316L स्टेनलेस स्टील केस उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है।
उच्च सदमे से बचे रहने की क्षमता: 5000 ग्राम तक के चरम झटके का सामना कर सकता है, जिससे अत्यधिक परिस्थितियों में जीवित रहना सुनिश्चित होता है।
कॉम्पैक्ट डिजाइन: 23 मिमी व्यास, 59 मिमी ऊंचाई (माउंटिंग स्टड सहित), ~99 ग्राम वजन, जगह-बाधित स्थानों में स्थापना की सुविधा।
विश्वसनीय कनेक्शन: 3-पिन MIL-C-5015 स्टेनलेस स्टील कनेक्टर का उपयोग करता है, जो एक सुरक्षित, संक्षारण प्रतिरोधी कनेक्शन प्रदान करता है।
इंस्टॉलेशन लचीलापन: विभिन्न माउंटिंग आवश्यकताओं के अनुरूप 1/4-28 यूएनएफ या एम8x1 इंटीग्रल स्टड विकल्पों के साथ पेश किया गया। माउंटिंग टॉर्क 4.1 एनएम है।
सुरक्षा और प्रमाणपत्र
कार्यात्मक सुरक्षा: सुरक्षा उपकरण प्रणालियों में उपयोग के लिए एसआईएल 2 स्तर का समर्थन करता है।
खतरनाक क्षेत्र प्रमाणन: ATEX, IECEx, cNRTLus सहित कई विस्फोट-प्रूफ प्रमाणन हैं, जो उचित आंतरिक सुरक्षा बाधाओं के माध्यम से जुड़े होने पर विस्फोटक वातावरण वाले खतरनाक क्षेत्रों (उदाहरण के लिए, कक्षा I, डिवीजन 1, समूह ए, बी, सी, डी) में उपयोग की अनुमति देते हैं।
