尽管振动可以通过位移、速度、加速度三个参数来完整描述,但在现代预测性维护和状态监测领域,加速度传感器(加速度计)占据了绝对主导地位,原因如下:
宽广的频率范围:机械设备的早期故障(如轴承损坏、齿轮啮合问题)通常表现为高频振动,加速度计对高频信号最敏感,能最早捕捉到故障征兆。
小巧的尺寸:现代压电式加速度计可以做得很小很轻,非常适合安装在各种大小的设备上,对被测物体的影响也小。
广泛的动态范围:既能测量非常微弱的振动,也能承受较大的冲击。
灵活性:虽然它直接测量的是加速度,但通过后续的电子电路或软件算法(积分),可以派生出振动速度和位移值。所谓“三合一”振动传感器,其实核心就是一个加速度计,内部集成了积分电路。
那么要如何选择呢?
选择加速度计的情况:
监测电机的轴承状态、齿轮箱的啮合频率。
测量高频冲击或振动,如碰撞测试。
需要进行频谱分析以查找故障根源。
空间有限的小型设备(如PCB板)。
选择其他振动传感器(如速度或位移传感器)的情况:
低速大型旋转机械的监控和保护(如水轮机、大型风机):这些设备的振动频率较低,但位移可能很大。直接使用
电涡流位移传感器来监测轴的相对振动和偏心度更为合适和准确。
ISO标准参考:许多国际振动标准(如ISO 10816)是以振动速度的有效值(mm/s)作为评判标准,因此在一些需要直接与标准对比的场合,速度传感器更方便。
超限报警:在一些简单的设备上,只需要一个“振动是否过大”的开关信号,会使用简单的振动开关。
总结
加速度传感器是振动传感器家族中最重要的一员,它直接测量加速度。
振动传感器是一个更广义的术语,泛指所有测量振动的设备,包括测加速度的、测速度的和测位移的。
在现代工业领域,加速度计因其高频性能好、尺寸小、能派生其他参数等优点,已成为振动监测的首选和主流。
但在特定的低频、大位移或需要直接符合速度标准的应用场景,速度传感器和位移传感器仍然不可替代。
因此,在大多数技术讨论中,当人们说“振动传感器”时,他们实际指的就是“加速度计”,但在严谨的工程语境下,了解它们之间的细微差别至关重要。
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