가진기는 영구자석을 이용한 자기식, 전류를 공급하는 전자석식, 유압을 이용하는 유압식 등이 있습니다. 가진기를 사용할 수 있는 영역은 가진기의 크기, 원리, 시험체의 무게 등에 따라서 각각 다른 한계 출력을 가지고 있는데 주로 사용하는 용도에 맞춰서 기본사양과 구성을 꾸며야 하며, 정현파 가진(깨끗한 하나의 주파수로 차례에 따라 흔드는)이나 랜덤가진(다양한 주파수 또는 불규칙적인 주파수로 한꺼번에 흔드는) 등을 통해 진동시험을 수행할 수 있습니다. 또 이런 과학적인 가진기 이외에도 흔들어서 무언가 원하는 것을 얻어낼 수 있다면 머리를 써 볼 수도 있습니다. 예를 들면 총을 발사하거나, 큰 물체를 떨어트리거나 진동방식 허리운동장치를 기계에 부착하여 흔든다는 등으로 다양한 실험을 할 수 있답니다. 물론 이런 것도 분명 연구에 속합니다.
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상태 모니터링 측정시 적절한 센서의 선택(진동센서를 중심으로)
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상태를 모니터링하여 메인트넌스(유지보수)를 효율적으로 수행하고 안전 고장을 줄이고 고장시점을 예측하는 목적으로 사용되는 시스템(Online, Offline)에는 반드시 상태를 관찰하는 센서를 선택해야 한다. 이러한 물리적인 특성을 전기적인 양으로 변환하는 변환기(Transducer, 센서)에는 온도센서, 압력센서, 힘센서, 유량센서, 위치센서, 초음파센서, 전류센서 등 여러 가지가 있지만 그 중에서도 진동센서는 가장 많은 정보를 포함하고 있으므로 매우 중요하며 자체의 안정 또는 이상 상태를 확인할 수 있는 오감(눈, 코, 입, 촉감, 맛)의 역할을 하는 첫 번째 게이트로 볼 수 있다. 따라서 이 센서의 선택을 적정하게 하지 못하면 상태를 대변할 수 없을 뿐만 아니라 알람의 설정도 오류가 있으므로 필요없고 중요한 값을 신뢰할 수 없는 무용지물의 시스템이 된다.
상태 모니터링용 진동센서의 선택시 고려사항
진동센서의 설치위치와 방향 그리고 설비방법도 중요하지만 우선 센서의 선택이 너무나 중요하다. 감시하는 대상에 따라서 센서를 선택하는 것이 기본이나 기타 고려사항을 살펴보면 다음과 같이 정리할 수 있다.
1. 고속 대형의 Critical한 설비가 아니며 분해조립이 잦고 중간주파수를 충분히 담고 있으며 하우징을 측정하는 방식의 자석 부착식 가속도센서를 선택하면 편리하다.
2. 대정비기간에 분해조립을 하거나 센서의 재설치가 빈번하지 않은 경우, 특히 축(shaft)거동을 직접 비접촉으로 측정하려면 Proximity probe를 사용하고 이 때 케이블의 고정이나 초기셋팅(gap voltage)에 특히 주의하여야 한다.
3. 평가해야 하는 단위에 따라서 적절한 센서를 선택할때 변위를 측정해야 한다면 변위센서로, 가속도나 속도를 측정해야 한다면 가속도센서를 선택하는 것이 최적이다.
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진동을 평가하는 방법과 절차
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현재의 진동상태에 대한 수준을 평가하는 이유는 여러 가지가 있겠지만 아마도 크게 구분하자면 구조를 통해서 사람이 불평하거나 불안을 느낄 때나 또는 기계나 설비가 얼마나 더 정상적인 상태로 생산을 더 지속할 수 있을지에 대한 두 가지로 구분할 수 있을 것이다. 이때 현재의 상태를 객관적으로 표현할 수 있기 위해서는 ‘평가’라는 절차를 거치면 되는데 보통 이것은 전문가가 수행하게 된다. 왜냐하면 측정하는 방법과 계측기의 인증, 측정하는 사람의 자격과 면허, 적절한 기준의 선택이 그러하기 때문이다.
진동을 평가하는 일반적인 절차
진동을 평가하는 일반적인 절차를 대상선정부터 결과까지의 고려사항을 정리해 본다.
1.진동평가의 대상 | 사람(환경) | 공장의 진동전달, 기계의 진동전달, 공사장, 도로, 철도진동 |
구조(안전) | 교량, 건물, 구조의 안전관련, 지진, 배관, 발파 | |
기계(자산보호) | 기계설비, 전기설비, 생산설비 등 진동에 따른 파괴, 생산 저하 | |
2.측정방법 | 진동주파수범위 | 저, 고주파 |
진동진폭단위선정 | 주진폭단위(변위-속도-가속도), 보조진폭단위(rms, o-p, p-p) | |
진동측정방향 | 수평, 수직, 축, 회전 | |
측정위치의 선정 | 주기적측정, 강성 높은 곳, 베어링의 특성을 잘 표현 | |
3.평가방법의 선택 | 절대기준 | 사람(환경-법규), 구조(안전-DN4150, 발파기준, 각대상별 안전기준, 기계(ISO10816,7919), API6시리즈, |
상대기준 | 시간에 따른 추이, 모니터링(정기측정, 온라인, 2배-5배-10배) | |
상호기준 | 제조사의 기준, 소유자의 기준, 수진자의 상태 | |
4.결과의 표현 | 기준에 따라서 현재 최대진동값(Overall)을 평가하고, 참고로 추이를 상대기준으로 표현하여 모니터링하고 유사경험(설비종류, 설치조건, 환경과 상태 등)을 첨언한다. | |
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키워드 | 진동기준, ISO, 진동평가, 가속도, 변위, 적분, 진동량, overall |
