88 변위센서3 종류와 약점v2

변위센서3 (종류와 약점)

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변위(Displacement)는 기준선을 중심으로 변화한 최대거리를 의미하므로 직관적으로 진동의 최대 진폭을 판단하기 좋고 그 양이 응력의 크기를 표현 대체할 수 있으므로 각종기준에 사용되는 진동의 주단위(변위, 속도, 가속도) 중 하나이다. 특히 구조의 직접적인 처짐과 진동, 파이프의 진동감시, 슬리브베어링을 사용하는 축거동을 ‘상시감시(On line Monitoring)’할 때 많이 사용되고 있다. 그래서 저주파용 가속도센서의 활용이 많은 이유이기도 하다. 이 때 사용되는 센서는 변위를 직접 출력하면 정확하고 평가하기 좋으나 한편, 그 설치와 방향성 그리고 주파수의 한계성 때문에 사용이 제한적일 경우도 많다는 점도 있다.

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변위센서의 다양성과 약점에 대한 이해

변위센서는 매우 정밀하며 직관적이고 결과가 정확하다. 그 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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참고로, 보편적인 사항으로 CAE FEM해석(유한요소해석)시뮬레이션에 적용하는 실측자료는 바로 이 변위센서를 통한 계측값을 이용하는 것이 옳다. 왜냐하면 대부분 구조의 해석에 활용되는 유한요소해석은 결과도 ‘변위’의 값을 요구하는 경우가 대부분인데, 그 측정의 편의성 때문

56 스펙트럼설정하는 방법 최대주파수Max frequency의 설정

스펙트럼설정하는 방법-최대주파수(Max frequency)의 설정- 주파수분석

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진동분석용 그래프인 스펙트럼에서 “최대주파수는 몇 Hz로 설정하여야 하는가?”, “Fmax는 얼마인가?”, “샘플주파수는 얼마로 하는가?” 등 이러한 질문을 듣고 있다면 최대주파수(Max frequency)가 무엇인지를 이해하여야 한다. 이것에 관련된 문의는 우선 두 가지로 구분할 수 있는데 하나는 ‘최대주파수’ 용어 자체가 무엇인지 궁금한 경우가 있고 다른 하나는 최대주파수 설정을 얼마나 해야 하는가에 대한 의미일 것이다. 여기서 이에 관련된 궁금증을 해결해 보려 한다.

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. Fmax=2.56*Fs

최대 분석주파수(Max frequency)는 관심 주파수가 중심에 오도록 배치해야...

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최대주파수; 최대분석주파수는 ‘fmax’로 표기되며 Fs(샘플주파수)를 2.56배(최근계측기는 2배)로 나눈 값이다. 이 것은 다시 샘플링 시간간격(Ts)에 2.56배 한 값의 역수라고 할 수도 있다. 예를들어, 0.1초 간격으로 데이터를 취득했다면 1/0.256초(약 3.9Hz)가 정확히 최대주파수이다. 만약에 Sampling rate(초당 샘플수)를 묻는다면 이 것은 샘플링주파수와 같은 의미라고 이해하면 된다. 

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이 최대주파수는 한마디 의미로 분석자가 확인하려하는 확실한(그래프상의) 최대의 주파수를 말한다. 즉, 1000Hz까지 보고 싶으면 그 최대주파수가 1000Hz가 되는 것이고 이 것을 거꾸로 설명해보면 샘플링주파수는.....

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베어링의 결함진전과 진동기법

베어링의 결함진전과 진동기법 (진동 스펙트럼으로 베어링의 결함상태를 파악하는 방법)

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구름, 볼 베어링은 회전하는 축의 하중을 받아서 지지대에 전달하는 중간 부품으로서 기본적으로 볼과 레이스 간의 점 접촉 면적을 줄여주기 위해서 윤활이 반드시 필요하며, 충격음이 반드시 존재한다. 또한 구름, 볼 베어링은 계속적인 마찰로 인해 마모상태가 진전될 경우, 더 이상 구름지지요소로서의 구실을 못하게 되므로 이를 미리 예상하고 방지하는 것이 설비관리자의 주요임무중의 하나라고 할 수 있다. 베어링의 결함진전상태를 진동스펙트럼(Vibration Spectrum)으로 확인해 보면 아래와 같다.

베어링 결함진전 -진동스펙트럼

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단계	설  명	스펙트럼
1단계	가속도센서로 측정이 가능한 영역의 고주파수 대역(10KHz이하)에서 사이드밴드(Sidebands)를 동반하여 결함주파수가 나타나고 있다. 베어링결함주파수는 회전체의 1order(1X)에 비동기주파수로서 예)7.88 order성분을 갖는 BPFI(내륜결함)의 고조파(X배)에서 시작.
2단계	사이드밴드가 옆으로 퍼져 진전되고, 베어링결함주파수의 1X근처까지 진전되는 것처럼 보인다. 제일 처음 계산했던 베어링결함주파수와 점점 틀려진다. 주파수의 변조가 심해지며, 베어링의 구조가 변형되기 시작한다.
3단계	진폭레벨이 전 부분에 걸쳐 증가하고, 사이드밴드는 점차 옆으로 퍼진다. 또한 베어링의 기본결함주파수(BPFI 1X)가 새롭게 나타나기 시작, 회전수(1X RPM)의 진폭증가와 그 하모닉성분(harmonics)이 생성됨(베어링의 변형으로 인한 축정렬불량.
4단계	베어링수명잔존 1~2%, 베어링변형결정, 바닥진동(Noise floor)이 상승함. 사이드밴드의 사이드밴드가 생성됨. 제2차 변형을 동반(축정렬불량, 모터결함, 마모 등)

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