预测性维护离不开正确的传感器,尤其是加速度传感器

传统设备维护通常采取周期性预防维护或者意外故障维护，这样产生的浪费是显而易见的，要不过度维护造成时间，成本浪费，要不意外停机影响供货损失更大。随着传感器技术的进步以及工业通信技术的发展，有越来越多的机会实现预测性维护，让行业人员能够预测故障，从而大幅节省运营成本。

振动分析：传感器的重要性

制造商使用多种参数来确定启动维护操作的时间，这些参数包括振动、噪声、温度测量等。在可测量的物理量中，振动频谱测量能够针对旋转机器（发动机、发生器等）中的问题的根源提供最多信息。异常振动可能是滚珠轴承故障、轴偏差、失衡、过度松散等问题。每个问题都有自己特有的症状，例如旋转机器的振动源。

采用加速度计测量振动

振动测量可以使用放置在被监测元件附近的加速度计进行。这种传感器可以是压电式，也可以是MEMS类型，后者更具优势，不仅可以在低频率下提供更好的响应，而且体积小巧。

滚珠轴承发生故障时，每次滚珠碰触到开裂处，或者触碰到内环或外环的缺陷位置，就会发生撞击，引起振动，甚至导致旋转轴轻微移位。撞击发生的频率由转动速度，以及滚珠的数量和直径决定。但这不是全部！一旦故障出现，前面提到的撞击有时候会产生可以听见的声音，即冲击波，表现为低能量谱分量和相对较高的频率，通常大于5 kHz，而且总是远远超过基本的旋转频率。只有低噪声、高带宽加速度计才能测量与首个故障信号相对应的频谱线。对于频率响应较低或噪声较高的产品无法感测到的问题，这些加速度计可以提供一些宝贵信息。随着问题恶化，低能量谱分量不断增加。到了后期，入门级加速度计就可以检测出振动，但到了此时，解决故障会变得迫在眉睫，维护团队需要在很短时间内做出反应。为了避免猝不及防，使用低噪声、高带宽加速度计在最初出现异常的时候就进行检测可谓至关重要。这些入门级产品不仅限制了现有设备的诊断能力，而且还极大地限制了用于开发未来诊断解决方案的数据的可用性。但入门级加速度传感器却是测量机器是否工作的极佳选择，例如，用于计算操作小时数，并在必要时启动维护—不是预测性维护，而是预防性维护。这些加速度计的功耗极低，因此可以通过能量采集器或通过电池供电。

旋转机器中的振动源

旋转机器经常遇到的一个问题就是滚珠轴承出现故障。对从放置在轴承附近的加速度计获取的数据进行频谱分析，可以得出许多特征线、振幅和频率，它们都由旋转的速度和问题原因决定。

所述系统的特征频率包括：

轴承套的旋转频率：

与外环（固定）上的缺陷有关的频率：

与内环（轴）上的缺陷有关的频率：

除了这些频率特征外，滚珠越过缺陷位置（开裂、剥落等）所产生的冲击波还会引起高频振动 (>5 kHz)，有时甚至可以听到。

N：滚珠数量   

：接触角度

faxle：轴的旋转频率

d：滚珠直径

D：滚珠的平均直径

除了通过振动传感器技术进行预测性维护构建模型之外，将振动测量数据与来自其他传感器的数据（压力、温度、旋转、功率等）相关联，可以推断出关于系统状态的许多信息，远多于维护所需的数据量。将基础数据合并可以进一步优化设备模型，不仅可用于检测机械故障，还能够处理问题（例如，空输送带、内部没有流液的泵、不含物料的混合器等）。因此，我们可以考虑设备制造商通过将设备供应、维护，以及对生产线的性能和问题实施的统计分析结合起来，为他们的最终客户提供的多种服务。

北京吉尔斯科技有限公司致力于工业测量技术水平的提高，期待与您合作，创造更高效，更安全的生产场景。

智能始自测量，知多少，方能游有余！吉尔斯测量技术助您的智能水平更上一层！

Celesco是由北京吉尔斯科技（Beijing GRS S&TCo.,LTD）全权授理（4S业务）的美国拉绳位移传感器品牌。Celesco是希伯来语，原意是天空的仪器，起源于传感器设计制造最初服务于阿波罗登月计划。后来逐步服务于液压，水电，医疗等工业行业。

www.grs-tech.com     

Wechat:GRS-Beijing