2017년 6월 24일 토요일

RPM의 측정 (Trigger rpm, Tachometer, Stroboscope)

RPM의 측정 (Trigger rpm, Tachometer, Stroboscope)
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Trigger는 방아쇠를 말한다방아쇠는 총을 발사하기 위해서 취하는 최초의 이벤트로 시작점을 알린다육상경기에서 시점을 알릴 때 사용하기도 한다진동소음유체 등 시험을 위한 계측기는 어떠한 측정시점을 정해주고 데이터를 측정 또는 저장하도록 하여야 데이터를 검색할 필요가 없이 짧은 시간 동안 결과를 확인할 수 있다물론 시점을 마우스로 시작해도 되지만 결과가 그렇게 쉽게 얻을 수 있는 것은 많지 않다진동의 측정시작점은 대체로 크기와 시간으로 정한다즉 어떤 일정한 크기가 되면 측정 또는 저장을 시작하라는 의미이며 시간일 경우에는 일정한 시간으로 신호를 발생하면 측정하기 시작하라는 것을 의미한다회전기계의 이러한 시작이벤트는 보통 RPM(분당회전수)를 감지하는 센서류를 사용하게 된다.


RPM Trigger
회전기계의 회전수는 회전하는 축에 달린 어떤 반사판 혹은 돌출된 도체기어이빨의 반복여부를 인식하여 분당회전수와 주파수를 구한다때때로 이 정밀도를 이용하여 비틀림(Torsional)을 측정하기도 하지만 일반적인 기계의 회전수는 이러한 RPM센서를 이용한다.
대형회전기계의 경우에는 돌출된 도체와 Eddy current, 자기 pulse의 이벤트를 이용하는 ‘key phasor’를 사용한다갑자기 설정한 전압이상으로 발생하면 이 것을 이벤트로 보는 것이다진동감시용 온라인모니터링(VMS)에는 반드시 이 회전수신호가 연결되어 결과가 입력되고 후처리 설비진단용 연산과 상태감시용으로 활용하게 된다.

임시로 또는 깨끗한 환경의 경우에는 광학식 (Optical) 반사판형 ‘Tachometer’를 사용하며 이는 빛을 발광하고 회전하는 반사판에서 반사되는 빛을 수광하는 이벤트로 회전수를 확인하는 방법이다.
또다른 회전수의 이벤트는 사람의 시각에 도움을 받는 방법도 있다. ‘Stroboscope’는 밝은 빛을 일정한 반복수로 대상물에 쏘이고 사람이 회전하는 물체가 정지화면으로 보일 때까지 빛의 반복수를 조정하면 바로 그 때가 회전수가 된다이것은 프레임의 정지상태를 인식하는 사람의 수동작업이 필요하며 현장측정 및 진단참고용으로 사용된다.

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Trigger, 트리거진동 트리거회전수센서, RPM센서, tachometer, 타코스트로보스코프키페이져, Key phasor


2017년 6월 17일 토요일

변위센서3 (종류와 약점)

변위센서(종류와 약점)
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변위(Displacement)는 기준선을 중심으로 변화한 최대거리를 의미하므로 직관적으로 진동의 최대진폭을 판단하기 좋고 그 양이 응력의 크기를 표현 대체할 수 있으므로 각종기준에 사용되고 있으며 특히 파이프의 진동 및 슬리브베어링을 사용하는 축거동을 상시감시할 때 많이 사용되고 있다이 때 사용되는 센서는 변위를 직접 출력하면 정확하고 평가하기 좋으나 그 설치와 방향성 그리고 주파수의 한계성 때문에 사용이 제한 적일 경우가 많다그래서 저주파용 가속도센서의 활용이 많은 이유이기도 하다.

첨부파일참조!

변위센서의 다양성과 약점에 대한 이해
변위센서는 매우 정밀하며 직관적이고 결과가 정확하다그 장점은 명확하지만 반면에 단점에 대해 알지 못하면 설계나 측정을 위한 선택에 오류를 범할 수 있으므로 대표적인 변위센서의 원리에 따른 종류 그리고 그에 따른 특징(단점)에 대해서 정리하였으니 변위센서의 성능에 대해 의심이 없기를 바란다.


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진동센서변위센서, Proximity probe, displacement sensor, VMS, 와전류, LVDT,


2017년 6월 10일 토요일

계측편람- 진동설비진단, 필드발란싱, 레이져축정렬 (전문정비 필수 패키지형) EI Vib +Bal +Laser align +ODS

계측편람진동설비진단필드발란싱레이져축정렬 (전문정비  필수 패키지형) EI Vib +Bal +Laser align +ODS




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주요기능
-      4채널 Vibration FFT Spectrum Real time Live
-      Route 측정(설비진단), Overall 자동 진동평가(ISO)
-      Field balancing  Rotor dynamic 분석기능
-      Laser alignment 연동
-      ODS simulating
-      공진(FRF), 공간분석(Orbit, waterfall, Polar plot, Nyquist plot)
-      Raw data 후처리 분석기능
-      3축센서 활용, 2시간데이타저장
-      Data output (wav, UFF58, ASCII)
-      Barcode를 통한 자동측정지점 인식
-      Bearing Analysis
특장점
-      다목적 기능(설비진단 진동 Route측정분석, Real time, 후처리분석필드발란싱레이져축정렬ODS )
-      Vibro Laser alignment 장비와 연동
-      전문장비+실무정비 실용적인 전문기능의 구현
-      유지보수 패키지합리적인 가격대(동일기능구성 1/3이하)
-      ODS 기본탑재, 2면 필드발란싱(Dynamic) 기능 기본탑재
-      공진측정 기본탑재
-      소규모(4ch) 연구시험용 장비로도 사용
용도
-      설비진단연구시험 (Motor, Turbine, Pump, Compressor, Roll, Bearing, Fan, Blower, Generator, Paper, Petrochemical, Machine tool, Ship, Cement, Tire 기타 분야)
-      설비관리 (정유 중화학공장제지전력가스에너지시멘트공작기계식품제조전자생산조립생산자동차조선 관련 사업체)
-      설비진단자격보유자전문센터보유사 진동진단분석가설비관리 2년이상 준전문가 이상급 활용온라인모니터링시스템의 이상진단용예측진단팀정비팀, Reliability설비보전팀공무팀생산지원팀시설팀설비진단엔지니어링컨설팅사

누설현상 (Leakage)

누설현상 (Leakage)-진동소음 신호
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물리적인 신호를 취득하는 것을 샘플링(sampling)이라고 했다이 샘플링 과정은 매우 세밀한 샘플링 주기를 가지고 선을 점으로 표현(이산화과정, Digitizing)하게 되는데 이때 샘플링하게 되는 구역을 하나의 블록(Block)으로 설정하여 받아들이는 공정을 거쳐야 한다이 때 그 구역 또는 구간을Block size라고 해서 ‘sampling’ 또는 초당 sampling point’, ‘샘플수’, ‘sampling number’라고도 부른다이 구역은 어떤 연속신호를 어쩔 수 없이 잘라서 구역화 하므로 구역의 처음과 끝이 맞지 않을 수도 있는 오류가 있을 수 있겠다는 것을 예측할 수 있을 것이다.


신호취득시 오류누설현상Leakage
신호를 디지털하기위해 데이터 샘플링시Block size의 처음과 끝이 일정하지 않아서 생기는 주파수 및 진폭의 오류는 Leakage(누설현상)이라고 한다연속파형으로부터 시간길이 T 동안의 데이터를 추출하여 분석하는 것은 절취해낸 파형을 주기적으로 연결하여 합한 연속파형을 분석하는 것이 된다따라서 절취된 파형의 처음과 끝이 매끄럽게 접속되지 않고 불연속 파형으로 되는 경우 오차가 발생하여 본래 한 개의 주파수 주위에 사이드로브 (Side lobe) 가 나타나며 Leakage가 발생하는 것이다취득시간 T 가 신호주기의 정수배가 되면 절취된 데이터의 시작과 끝이 매끄럽게 연결되어 원래 파형에 대한 주파수 분석 결과가 정확하게 구해지므로 누설 현상을 최소화 시키기 위해서는 파형 특성에 맞는 창함수(Window)를 사용한다.
참고로 소음진동분야에서 사용되는 leakage(누설)은 또 다른 의미를 갖는데음교(Sound bridge)가 생기는 구조판을 고정해주는 벽면 고정대를 통해서 고체음(Structure borne noise)이 전달되어 다시 반대편 벽면에서 공기음(airborne noise)으로 재 생성되는 소음의 전달과정이 되는 현상을 부르기도 하며 이 것은 층간소음의 원인을 설명해 주기도 한다또 다른 의미로 방음벽이나 창호에 투과손실(Transmission loss)을 설명할 때 사용되기도 하는데 방음벽의 재료 설치시 틈새가 있는 경우를 누설이라고도 하는데 이 것은 전체 방음성능에 큰 지장을 준다.

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누설신호, leakage, window, hanning, 해닝샘플링 오류디지털진동신호샘플링

2017년 6월 4일 일요일

모터(Motor)의 결함과 진동-7-회전자 바(Rotor bar)관련 문제

모터(Motor)의 결함과 진동-7-회전자 바(Rotor bar)관련 문제
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모터의 비파괴형 건강진단을 진동과 전류신호로 파악하려면 모터의 회전자를 반드시 이해해야 하는데 그 중에서 모터의 회전자를 구성하는 주요 구성요소 중에서 회전자 봉은 빼놓고 이해할 수 없는 요소이다이 회전자의 구조 및 용도를 설명하면 회전자를 둘러 종방향으로 유도전류가 흐르는 통로가 있고 엔드링(바의 끝부분 마무리 연결부)을 통해 다른 횡방향으로 나열된 회전자봉들로 연결되어 있는 형태로 회전자기능에 중요한 역할을 하며 전자기적결함을 진동 또는 전류로 파악할 수 있는 신호를 발산한다이 신호는 사람의 건강진단에 비유하면 골밀도 분석이라고 할 수도 있겠다이 신호를 분석하고 결함의 수준을 이해할 수 있는 자료를 정리해 본다.

회전자 봉(Rotor bar)의 문제
베어링 이외의 모터의 결함의 원인은 상당수 “Rotor bar”와 연관되어있기 때문에 초기결함 진단에서 Rotor bar의 결함을 확인하는 것은 매우 중요하다특히 부하를 받아 구동원으로 사용되는 모터 중에서 250HP이상의 큰 모터일 경우 더욱 중요하다모터가 부하를 받고 전원을 받아 시동할 때 고전류가 Rotor bar에 공급이 되며 이것은 Rotor bar로 하여금 큰 응력(Stress)를 받게 한다이것이 과도할 경우 Rotor bar의 문제가 발생하며 다음의 여러 문제 들로 영향이 파급된다.

반복적인 고전류 응력(Stress)에 의한 Rotor bar crack상태->
국부과열(Spot heating) Crack을 발생시키며, Rotor Bow시킴이것은 마치 Imbalance상태처럼 보이나 실제로는 Rotor의 결함의 측면에서 분석하여야 함.->Rotor bar break and arcing발생-> 추가적인 가열과 Rotor bow발생모터를 다시 balancing해도 Rotor Stator와 결국 마찰에 이름.
->근접한 Rotor bar에 많은 전류를 공급더 높은 열과 기계적 Stress발생->Rotor lamination이 손상을 입고 모터가 완전한 결함으로 진전.






다음은 전류의 측정을 통해 모터의 Rotor bar상태를 확인한 결과이다좌측 그림은 정상상태의 Rotor bar를 가진 모터의 전류측정이며우측의 그림은 Rotor bar  Broken된 상태의 결과이다.

Broken Rotor bar의 수를 예측할 수 있는 공식
























N=Broken Rotor bar의 예측된 수.
R=Rotor slot의 수
P=모터의 극수(pole number)
A=Line frequency의 진폭
B=”Line frequency-(극수´Slip frequency)”의 진폭

     ; 진폭을 “dB”로 읽을 경우,
     ; 진폭을 암페어(A)같은 Engineering unit으로 읽을 경우.
상세내역은 홈페이지내 첨부파일참조...

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모터회전수, line frequency, 전원주파수모터의 진동모터의 전자기 진동진동센서회전자, Rotor bar