9. Датчики вибрации в системе вибромониторинга и вибродиагностики

В системах оперативной вибродиагностики  обычно используются акселерометры - датчики виброускорения, как правило, в одном корпусе с предварительным усилителем электрического сигнала (рис.3). Наиболее часто используемые акселерометры такого типа имеют частотный диапазон от 0,5Гц до 30-50 кГц (до частоты собственного резонанса) с верхним пределом измеряемого ускорения – 50g и динамическим диапазоном измерений до 100-120дБ. Калибруются такие датчики обычно до 10кГц, так как на более высоких частотах вплоть до частоты собственного резонанса выполняются лишь относительные измерения, в первую очередь, параметров импульсной вибрации. Встроенная в корпус датчика электроника имеет температурные ограничения (около 125°С), поэтому при необходимости использования датчиков в высокотемпературных точках контроля используются разнесенные датчик и согласующий усилитель, связанные высокотемпературным малошумящим кабелем (рис.3), что, однако, приводит к существенному увеличению его стоимости.

Рис.3 Датчики виброускорения (акселерометры) фирмы РСВ с встроенной электроникой, сертифицированные в России. Общепромышленный датчик с защитой кабеля,  датчик с шарниром, низкочастотный датчик, высокотемпературный датчик с внешней электроникой.

Чем больше габариты акселерометра, тем больше его коэффициент преобразования, и тем ниже порог измеряемой вибрации, как по величине, так и по частоте. Но с ростом габаритов снижается и собственная частота колебаний датчика, т.е. верхний предел его частотного диапазона. Соответственно снижаются и возможности использования высокочастотной вибрации для решения задач вибромониторинга. Именно это является основной причиной невозможности расширить существующие системы аварийной виброзащиты агрегатов с рабочим частотным диапазоном до 1-2кГц, обеспечив их работу в режиме вибрационного мониторинга состояния и диагностики без замены (или дублирования) датчиков вибрации.

В крупные агрегаты с узлами вращения на подшипниках скольжения для решения задач контроля и защиты часто встраиваются более сложные и дорогие датчики относительного перемещения – проксиметры. Они могут измерять как расстояние между вращающимся валом и неподвижными частями агрегата, в частности, осевое смещение или прогиб, так и относительную вибрацию вала (виброперемещение) до частот, близких к 1кГц. Аварийная защита по пространственному положению вала имеет более высокую, чем виброзащита, скорость срабатывания при опасном скачке состояния, а по сигналам относительного виброперемещения вала можно обнаруживать некоторые из дефектов, даже на более ранней стадии развития. Естественно, что в современной системе мониторинга состояния и диагностики должна быть предусмотрена возможность использования этих датчиков для оперативной диагностики доступных для обнаружения по ним дефектов. Но даже при наличии встроенных в агрегат проксиметров для диагностики тех дефектов, которые не обнаруживаются по сигналам виброперемещения вала в контролируемом диапазоне частот, необходимо параллельно использовать и датчики виброускорения, и датчики тока электродвигателя.