Selvitys värähtelymitta-antureista
Rosu, Alex (2018)
Kandidaatintyö
2018
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018091335620
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018091335620
Tiivistelmä
Värähtely on haitallista eri koneenosille ja rakenteille. Koneenosan tai rakenteen värähtely ilmaisee yleensä koneenosan tai rakenteen viallisuudesta. Koneenosa tai rakenne on voitu valmistaa tai asentaa väärin, mikä yleensä havaitaan vasta käyttötilanteessa haitallisena värähtelynä. Jos värähtelyä ei huomata ajoissa, niin jatkuva rakenteen tai koneenosan värähtely voi vaurioittaa kyseisen rakenteen tai osan. Tästä voi seurata esimerkiksi valmistusyrityksille tappioita, kun tuotanto joudutaan seisauttamaan. Koneenosan tai rakenteen äkillinen vaurioituminen voi olla myös vaarallista esimerkiksi konetta käyttäville ihmisille. Näiden syiden vuoksi on kehitetty värähtelyä mittaavia antureita, joiden avulla voidaan muun muassa valvoa, että koneessa ei esiinny sen toimintaa häiritsevää värähtelyä.
Tässä kandidaatintyössä on selvitetty värähtelyä mittaavat eri anturityypit, niiden ominaisuudet ja niille sopivammat sovelluskohteet. Työ on toteutettu kirjallisuuskatsauksena käyttäen erilaisia lähdeitä. Yleisesti anturit jakautuvat kolmeen eri kategoriaan eli tyyppiin. Anturit voivat olla joko värähtelyn siirtymää, nopeutta tai kiihtyvyyttä mittaavia antureita. Siirtymää yleensä mitataan, kun ollaan kiinnostuneita matalan taajuisista värähtelyistä. Vastaavasti nopeutta mitataan usein keskitaajuisista värähtelyistä ja kiihtyvyyttä korkeamman taajuisista värähtelyistä. Perinteiset nopeutta mittaavat anturit eivät ole enää tänä päivänä yleisiä ja ne on korvattu kiihdytysantureilla. Kiihdytysanturien tuloksista voidaan määrittää myös mitattavan kohteen nopeus integroimalla.
Koneteollisuudessa yleisin koneiden testauskäytössä ja kunnonvalvonnassa käytetty anturi on pietsosähköinen anturi. Pietsosähköinen anturi on kevyt, pieni ja edullinen anturi, jolla voidaan mitata laajalta mittausalueelta. Siirtymäantureista pyörrevirta-anturi ja kapasitiivinen siirtymäanturi ovat yleisimmät. Niitä käytetään muun muassa laakerien ja akseleiden mekaanisia välyksiä tarkasteltaessa. Nopeusantureista eniten käytetty on Laser-Doppler anturi. Sitä käytetään kuitenkin kalliin hinnan vuoksi vain tuotekehityksessä eri tutkimuslaitoksissa ja laboratorioissa.
Tässä kandidaatintyössä on selvitetty värähtelyä mittaavat eri anturityypit, niiden ominaisuudet ja niille sopivammat sovelluskohteet. Työ on toteutettu kirjallisuuskatsauksena käyttäen erilaisia lähdeitä. Yleisesti anturit jakautuvat kolmeen eri kategoriaan eli tyyppiin. Anturit voivat olla joko värähtelyn siirtymää, nopeutta tai kiihtyvyyttä mittaavia antureita. Siirtymää yleensä mitataan, kun ollaan kiinnostuneita matalan taajuisista värähtelyistä. Vastaavasti nopeutta mitataan usein keskitaajuisista värähtelyistä ja kiihtyvyyttä korkeamman taajuisista värähtelyistä. Perinteiset nopeutta mittaavat anturit eivät ole enää tänä päivänä yleisiä ja ne on korvattu kiihdytysantureilla. Kiihdytysanturien tuloksista voidaan määrittää myös mitattavan kohteen nopeus integroimalla.
Koneteollisuudessa yleisin koneiden testauskäytössä ja kunnonvalvonnassa käytetty anturi on pietsosähköinen anturi. Pietsosähköinen anturi on kevyt, pieni ja edullinen anturi, jolla voidaan mitata laajalta mittausalueelta. Siirtymäantureista pyörrevirta-anturi ja kapasitiivinen siirtymäanturi ovat yleisimmät. Niitä käytetään muun muassa laakerien ja akseleiden mekaanisia välyksiä tarkasteltaessa. Nopeusantureista eniten käytetty on Laser-Doppler anturi. Sitä käytetään kuitenkin kalliin hinnan vuoksi vain tuotekehityksessä eri tutkimuslaitoksissa ja laboratorioissa.