Kiihtyvyysanturi on teollisuuden kannalta keskeinen anturi, jolla mitataan värähtelyjä, kiihtyvyyttä ja liikkeitä.

Oikean anturityypin valinta takaa luotettavat mittaustiedot, joita voidaan hyödyntää kunnossapidossa, tuotekehityksessä, turvallisuusanalyysissä ja tutkimuksessa.

Aikana, jolloin toimintavarmuus ja ennakoiva kunnossapito ovat ratkaisevia kilpailukyvyn kannalta, oikean kiihtyvyysanturin valinta on olennainen osa sekä tuotanto- että laatustrategiaa.

Tässä käymme läpi viisi yleisintä teollisuuskäyttöön tarkoitettua kiihtyvyysanturityyppiä.

IEPE-kiihtyvyysanturi

IEPE tulee sanoista Integrated Electronics Piezo-Electric ja tarkoittaa pietsosähköisiä kiihtyvyysantureita, joissa on sisäänrakennettu elektroniikka, joka muuntaa varaus­signaalin matala-impedanssiseksi jännitteeksi. Ne ovat erittäin yleisiä teollisuusmittauksissa.

Edut:

• Helppo asennus koaksiaalikaapelilla ja vakiovirtalähteellä.
• Hyvä signaali–kohinasuhde myös pitkissä kaapelivedoissa.
• Vankka ja kompakti rakenne, sopii vaativiin ympäristöihin.

Rajoitteet:

• Lämpötilankesto rajoittuu elektroniikan vuoksi, enintään +160 °C.
• Ei sovellu äärimmäisen kuumiin tai radioaktiivisiin ympäristöihin.

Käyttökohteet:

• Koneiden kunnonvalvonta ja värähtelyanalyysi.
• NVH-mittaukset (Noise, Vibration, Harshness) ajoneuvotesteissä.
• Yleiset laboratoriomittaukset, joissa helppous on etusijalla.

Charge-kiihtyvyysanturi

Charge output -kiihtyvyysanturit ovat myös pietsosähköisiä, mutta ilman sisäänrakennettua elektroniikkaa. Ne tuottavat raa’an varaus­signaalin ja vaativat ulkoisen varausvahvistimen.

Edut:

• Erittäin korkea lämpötilankesto, jopa +650 °C.
• Pitkä käyttöikä, koska sisäistä elektroniikkaa ei ole heikkenemässä.
• Toimii äärimmäisissä ympäristöissä, joissa on voimakasta säteilyä tai vahvoja sähkömagneettisia kenttiä.

Rajoitteet:

• Vaatii ulkoisen vahvistimen, mikä tekee asennuksesta monimutkaisemman.
• Herkempi sähköiselle häiriölle pitkissä kaapelivedoissa.

Käyttökohteet:

• Mittaukset turbiineissa, moottoreissa ja pakokaasujärjestelmissä.
• Tutkimus ja kehitys korkean riskin ympäristöissä.
• Testiympäristöt, joissa on äärimmäisiä lämpötila- ja säteilyvaatimuksia.

DC-kiihtyvyysanturi (VC/MEMS)

DC-kiihtyvyysanturit voivat mitata sekä staattista että dynaamista kiihtyvyyttä. Suurin osa perustuu MEMS-tekniikkaan (Micro-Electro-Mechanical Systems) ja kapasi­tiiviseen mittausperiaatteeseen.

Edut:

• Pystyy mittaamaan staattista kiihtyvyyttä, kuten painovoimaa.
• Hyvin pieniä ja kevyitä: voidaan integroida kannettaviin tai paristokäyttöisiin järjestelmiin.
• Alhainen energiankulutus, usein digitaalisella lähtösignaalilla suoraan ohjausjärjestelmiin.

Rajoitteet:

• Rajoittunut korkeataajuussuorituskyky verrattuna pietsosähköisiin antureihin.
• Vähemmän lämpötilankestäviä kuin jotkut muut sensorityypit.

Käyttökohteet:

• Rakennusten, siltojen ja muiden rakenteiden pitkäaikaisvalvonta.
• Autoteollisuus, robotiikka ja autonomiset järjestelmät.
• Navigaatio- ja paikannusjärjestelmät.

Piezoresistiivinen kiihtyvyysanturi

Piezoresistiiviset kiihtyvyysanturit toimivat siten, että puolijohderakenteen resistanssi muuttuu mekaanisen rasituksen vaikutuksesta. Ne soveltuvat hyvin hitaiden liikkeiden ja iskujen mittaamiseen.

Edut:

• Mittaa sekä staattista että hidasta kiihtyvyyttä.
• Erittäin hyvä pitkäkestoisten iskujen ja shokkien mittauksessa.
• Saatavilla kestävinä versioina vaativiin ympäristöihin.

Rajoitteet:

• Korkeampi kohinataso kuin kapasi­tiivisilla MEMS-anturilla pienillä signaaleilla.
• Vähemmän herkkiä korkeilla taajuuksilla kuin pietsosähköiset vaihtoehdot.

Käyttökohteet:

• Törmäystestit autoteollisuudessa.
• Suurten rakennuskohteiden rakenteellinen valvonta.
• Ilmailu- ja avaruussovellukset, joissa täytyy mitata shokkeja ja hidasta kiihtyvyyttä.

Värähtelyanturit, 4–20 mA ja räjähdysvaaralliset alueet

Tavanomaisten tyyppien lisäksi on erikoistuneita kiihtyvyysantureita, jotka on mukautettu prosessiteollisuuteen ja ympäristöihin, joissa on räjähdysriski.

Värähtelyanturit 4–20 mA -lähdöllä

• Tuottavat virran, joka on verrannollinen signaaliin – standardi teollisuuden ohjaus- ja valvontajärjestelmissä.
• Erittäin häiriönsietoisia ja pystyvät siirtämään signaaleja pitkiä matkoja.
• Helppo integrointi PLC-, SCADA- ja ennakoiviin kunnossapitojärjestelmiin.

Käyttökohteet:

• Pyörivän laitteiston jatkuva värähtelyvalvonta.
• Pysyvät asennukset tehtaissa ja voimalaitoksissa.

Värähtelyanturit räjähdysvaarallisiin ympäristöihin (ATEX/IECEx)

• Sertifioitu toimintaan tiloissa, joissa voi esiintyä räjähtäviä kaasuja, höyryjä tai pölyä.
• Saatavilla sekä IEPE- että 4–20 mA -versioina.
• Suunniteltu siten, etteivät ne voi sytyttää ympäristöä.

Käyttökohteet:

• Petrokemianteollisuus.
• Öljy- ja kaasulaitokset.
• Kaivostoiminta ja prosessiteollisuus luokitelluilla alueilla.

Yhteenveto

Teollisuuden kiihtyvyysanturit ovat avainkomponentteja luotettavaan värähtelymittaukseen, shokkianalyysiin ja liikkeiden valvontaan. Oikean kiihtyvyysanturin valinnalla yritys voi varmistaa korkean mittaustarkkuuden, pidemmän koneiden käyttöiän ja vähentyneet seisokit.

Riippumatta siitä, tapahtuuko mittaus laboratoriossa, tuulipuistossa, voimalaitoksessa tai petrokemian laitoksessa, meiltä löytyy kiihtyvyysanturiratkaisu, joka voidaan optimoida juuri sinun toimintaasi varten.

Investoimalla oikeaan teknologiaan saat paitsi luotettavia mittaustietoja, myös varmuuden siitä, että laitteistosi valvotaan mahdollisimman tarkasti.

Kiihtyvyysanturi on kalibroitava säännöllisesti

Jotta kiihtyvyysanturi tuottaisi luotettavia ja jäljitettäviä mittaustuloksia, vaaditaan säännöllinen kalibrointi. Ajan myötä esimerkiksi lämpötilavaihtelut, mekaaninen rasitus ja komponenttien ikääntyminen voivat vaikuttaa anturin herkkyyteen ja tarkkuuteen.

Kalibroimalla kiihtyvyysanturit, esimerkiksi AGATE:n värähtelykalibraattorilla, voidaan varmistaa mittaussuorituskyky ja havaita mahdolliset poikkeamat ajoissa.

Lisätietoa kiihtyvyysanturin kalibroinnista löydät täältä »

Haluatko lisätietoja? Lähetä lomake: