如何为您的应用选择合适的地震传感器

在这篇博客中，我们将讨论地震传感器，这通常意味着我们谈论的是带有滚动轴承的机器。对于带有滑动轴承的机器，我们通常使用趋近式传感器，可以通过安装在壳体上的地震传感器进行补充测量。在Metrix，我们根据监测或保护系统所需的输出来区分地震传感器 和 地震变送器。如果客户需要4-20 mA的输出，那么将使用地震变送器。这里我们将重点介绍地震传感器，它为监测系统提供电压输出。地震传感器的输出以加速度或速度表示，这取决于所监测机器的机械应用。如果机器速度为60赫兹或更低，通常使用速度传感器。使用速度传感器是由于与轴承和转子相关的故障频率具有最佳的信噪比。如果机器速度大于60赫兹，那么通常使用加速度计，因为它提供了更好的信噪比。

地震振动传感器是惯性参考的，这意味着，如果传感器不震动，那么传感器将不会产生振动输出。另一种说法是，如果你用同样的力和频率摇动地球或月球上的地震传感器，你会得到同样的输出。地震传感器用于测量旋转或往复式机械的机壳的运动。机壳的运动通常表明机器的状况。

地震传感器:一般考虑

速度传感器

有三种基本类型的 速度传感器，机电，压电和MEMS。机电速度传感器使用在磁场存在下的移动线圈来产生与速度成比例的电压，或者与速度传感器连接的外壳的运动成比例。压电速度传感器利用了内部的压电晶体，类似于加速度计，以及将加速度信号转换为速度信号的集成和放大电路。MEMS(微电子机械系统)速度传感器利用在微毫米尺度上测量的小金属板之间的电容变化。所有这些传感器都有其优点和缺点

尽管 机电速度传感器 有移动部件，但它比其他速度传感器的主要优势是它能够工作于高达375°C(707°F)的高温环境，而不必担心集成电路熔化。你看到这些类型的传感器用在机器上相对较轻的外壳和重型转子在高温环境中，典型的燃气轮机。

压电速度传感器 由于其固态设计和宽频率范围(通常从2hz到2000hz)而被频繁使用。压电速度传感器通常限制在120°C(248°F)。这种速度传感器在监测以60 Hz或更低频率运行的滚动轴承机器方面很适用。在不遇到高温时，它们也可用于测量滑动轴承的壳体振动。

MEMS速度传感器通常用于工厂的一般设备，其中三轴速度传感器可能被应用。MEMS传感器的频率范围从10hz到5000 Hz，通常限制在120°C(248°F)。应该理解的是，振动是力与刚度的比率。放置在机器顶部的三轴速度传感器与水平放置在机器上的三轴速度传感器由于水平和垂直方向之间的机械刚度变化而具有不同的X, Y和Z轴读数。出于这个原因，单轴MEMS传感器在正确安装在机器上时通常可以提供更多的价值。

加速度计传感器

加速度计 是一种将机械加速度转换成电子信号的传感器。这通常是用压电或MEMS器件测量的。地震传感器由压电材料制成，其产生的电荷输出与加速度成正比(pC/g)。当与电子电荷放大器和电荷-电压转换器(mV/g)放在一起时，它被称为“内部放大”加速度计。如果由于温度原因，只有传感器安装在机器上，则远程电子设备被称为“电荷放大器”(尽管它通常也包含电荷-电压转换器)。MEMS加速度计通过测量两个表面之间的电容变化来测量加速度。MEMS加速度计的输出被放大和缩放，以提供与标准压电加速度计相同的输出。

加速度计灵敏度是加速度计的机械输入与电输出之比的一种技术规格，通常指定在100 hz参考频率下，或者在加速度计频率响应的情况下，作为频率范围的函数。

加速度计的频率响应是加速度计灵敏度与频率的函数关系。大多数 加速度计使用100mV/g或10.2mV/m/s2的行业标准比例系数。加速度计的比例系数范围从10到500毫伏/克，具体取决于所需的灵敏度。随着灵敏度的增加，频率范围也随之增加。工业标准加速度计的典型频率范围通常从2Hz到10kHz。通常，传感器的精度在较低的频率下更好，如2Hz到5kHz，精度可能是+/- 5%。然而，从2Hz到10khz，精度可能是+/- 10%。

总结

上述一般指导方针应有助于确定是否使用速度传感器或加速度计。需要考虑感兴趣的振动频率、给定传感器与预期输出的信噪比、环境条件和安装考虑。要了解更多关于这个主题的信息，也可以阅读我们的白皮书 “加速度计和速度传感器—有什么区别?”。

传感器的发展都集中在精度上，建立在小尺度上的测量，可以让操作员更好地了解他们的操作中正在发生的趋势。多年来， Metrix 传感器 已经得到了改进，可以深入了解机械振动如何随时间变化，因此您可以在必须停掉机器之前安排维修和维护。欲了解更多信息，请联系 Metrix。