76 Vibrometer진동계와 FFT주파수분석기; 다채널 진동분석기의 계측기 수준 차이v2

Vibrometer(진동계)와 FFT(주파수분석기; 다채널 진동분석기)의 계측기 수준 차이

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섭씨, 화씨 만을 선택하고 버튼만 누르면 결과를 알 수 있는 온도의 측정과는 다르게 '진동(vibration)'을 측정한다는 것은 측정하기 전에 비교적 많은 것을 알고 있어야 한다. 단위는 어떻게 선택?하고 주파수 범위는 어디까지? 두고 센서의 종류와 부착방법은 어떻게? 또한 어디를? 어떤방향으로? 측정하는 지 등 모두 알고 있어야 한다. 비유하여 언급하건데 '알고 있어도 어려운 지혜와는 달리 알고 있는 사람에게는 쉬운 것이 바로 지식'이다. 진동에 대해서 알고 있다면 계측기의 선택도 측정도 쉽게 이루어 진다.

진동측정기의 분명한 차이(진동계 vibrometer와 주파수분석기 FFT vibration analyzer)

최근의 진동계로 간단한 Spectrum 주파수 분석과 Trend저장 등이 가능한 것도 저렴하게 판매되고 있지만 일반적으로 진동계는 FFT(진동 주파수분석기)처럼 정밀하거나 다양한 기능을 포함하고 있지 않다. 따라서 이러한 차이점을 확인할 수 있는 실용적인 최적의 지식을 알고 있어야 하는데 다음을 참조하도록 한다.

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진동데이타의 수집 기본절차

진동데이타의 수집 기본절차

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진동데이타는 과정, 결과, 예측을 위한 많은 힌트를 포함하고 있기 때문에 고장의 분석 또는 위험의 감지 수명의 연장 등에 사용되고 있는 모니터링 파라미터 중의 하나이다. 이 진동을 측정하기 위해서는 센서와 계측기 그리고 분석프로그램이 있어야 하겠지만 단순히 라디오를 켜고 듣는 것처럼 교육이 없이 보편적인 측정을 하여 같은 결과를 낼 수는 없다. 녹음기에 음악을 저장하듯이 레코더에 진동데이타를 저장하고서 분석을 해달라고 의뢰하는 사람도 있다. 어떻게 저장했는지는 별로 중요하지 않았던 모양이다. 이 때 다음을 이야기 하고 싶다.

올바른 진동데이타를 수집하기  위한 기본사항

다음은 기본에 속하는 내용이지만 측정의 중요함을 알아야 하는 것으로 절차 없이 측정한 결과가 어떠한 시간의 낭비였는지를 알 수 있을 것이다.

-진동의 Overall(Broadband)값을 측정할 것인가? 아니면 스펙트럼 데이타를 얻으려고 하는 것인가?(Overall data로는 고장의 원인을 알 수 없다.)

-주파수범위는 어떻게 설정할 것인가? (저널베어링은 

15배 TS, 구름베어링은 50배 TS가 적절, 최소한5~1000Hz는 포함하여야 함)

-진동의 단위는 어떻게 설정할 것인가?(진동에너지는 속도와 밀접, 구름베어링과 기어는 가속도, 축변위는 변위)

-결과치의 진동수준평가(제조사권장?, 기계별로 주파수별로 다를 수 있음)

-센서의 형식은 적절한가?(변위센서의 종류도 다르고, 지진센서, 속도센서, 가속도센서 등)

-가속도센서의 고정방식은 잘 되었는가?(접촉공진)

-측정포인트의 선정(기계의 건강특성을 표현하기에 가장 적절한 위치와 방향을 선택)

-얼마나 자주 데이터를 취득할 것인가?(Critical, Non-critical)

-측정 당시 기계의 부하상태는?(부하의 여부에 따라서 진동의 크기는 당연히 다르다.)

-데이터를 수집하는 사람과 분석하는 사람이 다를 수 있다. (50/50, 각기 전문지식이 필요)

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키워드	진동측정, 진동가속도계, 부착방법, 접촉공진주파수, FFT, 진동계, 진동센서

진동 가속도센서의 접촉공진 (센서의 부착방법에 따른 적절한 사용가능 주파수)

진동 가속도센서의 접촉공진 (센서의 부착방법에 따른 적절한 사용가능 주파수) -------------------------------------------------------------------- 진동 가속도센서는 비접촉 변위센서 등과는 달리 광범위한 주파수구간에서 선형성(정확한 값을 내는 구간)을 구할 수 있으며 회전하지 않는 부분, 주로 베어링 하우징에 접촉하여 설치한다. 센싱의 경로로 가속도센서는 축의 회전으로 원심력에 의해 발생하는 진동으로 발생하여 구름 베어링 내부의 점(Spot)접촉을 경유하여 전달되는 진동을 진동가속도(Acceleration)에 비례하는 전하(전압)로 내보내고 다시 진동신호로 변환(Transducer)하여 화면에 표기해 주는 것이다 . 가속도계의 설치 응답 ​ 센서는 Transducer로 불려진다. 이 진동가속도센서(Accelerometer)는 부착 방법도 다양하지만 부착을 얼마나 잘하는 가에 따라서 오류신호를 방지할 수 있다. 그 이유는 부착방법에 따라서 측정이 가능한 주파수 구역이 있기 때문이다. 물론 측정이 불가능한 것은 아니므로 주파수만을 확인해 보기 위해서라면 자석으로 부착하는 방법도 좋다. 다시 말하면 진폭을 절대적으로 평가하거나 다른 주파수에 비해서 진폭이 큰지 작은지를 비교하려면 3000Hz이상의 주파수는 자석부착방식의 측정으로는 맞지 않다.   부착방법 공진주파수 대역 사용가능 한계주파수 대역 탐침봉 (뽀족한 금속막대를 손으로 지지하는 방법) 1000~1500Hz ~500Hz(20cm길이), ~800Hz(5cm길이) 자석 12,000Hz(평면자석), 5,000Hz(Super magnet,보통측정) ~7,000Hz(평면 모두 부착형태) ~3,000Hz(다리로 지지된 형태) Lock tight (순간접착제), Epoxy 15,000Hz 전후. ~10,000Hz Stud (볼트 너트식) 18,000Hz ~16,000Hz 위의 정리자료는 CSI(Emerson)의 현장실무에 맞춘 실제 결과값으로 B&K등 연구용 이론자료와 약간의 차이가 있다. 그 이유는 안전허용치를 주는 1/3 컷 방식이 아닌, 실제로 활용할 수 있는 구간을 표기해 놓은 것이다. 특히, Bee Wax는 연구용으로만 적합(뜨거운 표면의 기계에 부착불가)하므로 본 결과표에서는 제외하였으나 대체로 순간접착제보다 우수한 것으로 연구되고 있다 . All copyright 한국CBM(주) written by BISOPE , vs72@naver.com, 070-4388-0415, www.kCBM.kr 키워드 진동측정, 진동가속도계 접촉공진, 부착방법, 접촉공진주파수

진동을 측정하는 방법 (진동계와 FFT의 측정방법, 수준의 차이)

진동을 측정하는 방법 (진동계와 FFT의 측정방법, 수준의 차이)

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섭씨, 화씨 만을 선택하고 버튼만 누르면 결과를 알 수 있는 온도와는 달리 진동을 측정한다는 것은 사전에 비교적 많은 것을 알고 있어야 한다. 진동을 측정하려는 대상에 맞춰서 단위는 어떻게 선택하고 주파수 범위는 어디까지 두고 센서의 종류와 부착방법은 또한 어디를 어떤 방향으로 측정하는 지, 하한값, 평균값과 해상도는 어떻게 설정하는지… 등 모두 알고 있어야 하는 사항이라고 할 수 있다. 알고 있어도 어려운 지혜와는 달리 알고 있는 사람에게는 쉬운 것이 바로 지식이다

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진동측정방법(진동계와 FFT)

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최근의 진동계는 간단한 Spectrum 주파수 분석과 Trend저장 등이 가능한 것도 저렴하게 판매되고 있지만 일반적으로 진동계는 간단히 단위의 변동이나 진동량(Overall)값만 나타낼 뿐, FFT(진동 주파수분석기)처럼 정밀하거나 다양한 기능을 포함하고 있지 않다. 따라서 확인할 수 있는 최적의 방법을 사용하여야 하는데 다음을 참조하도록 한다

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항목	진동계	FFT 다채널 주파수 분석기
계측기선정	자석부착식 또는 탐침봉식	동시측정 채널수, FRF(공진)측정여부, 기계진단용, Long term recording용(DAQ), Rotor dynamics용, Portable 등 측정대상 및 용도에 맞도록 선택
센서선정	-자석부착식이 측정안정과 고주파가 가능하여 탐침봉식보다 우수 -감도를 수정할 수 있는 계측기는 감도가 높은 센서를 선택할 수 있음.	-저주파 감지용 (변위센서 및 DC센서이용, 또는 가속도 500mV/g이상 급 이용) -일반형 가속도센서(100mV/g) -고충격용 가속도센서(10mV/g)
단위설정	변위(µm p-p), 속도(mm/s rms), 가속도(G rms)	변위(µm p-p), 속도(mm/s rms), 가속도(G rms), AC/DC, Volt, 4~20mA
측정기법 (신호처리)	Slow(환경측정용), Fast(일반기계측정).	-Trend측정(Route기법적용) -Transient(과도기법적용, Rotor dynamics) -Averaging, Overlapping, Window, AC/DC
측정위치	강성이 강한 위치, 안전주의, 베어링의 진동전달을 가장 잘 확인할 수 있는 위치.	Noise주의, 진동의 특성을 잘 확인할 수 있는 위치, 공진요소를 최소화 하거나 또는 잘 확인할 수 있는 위치 등 선택.
측정방향	수평, 수직, 축 각각(부하측, 반부하측) 매 번 측정할 때 같은 위치	수평, 수직, 축 각각(부하측, 반부하측) 매 번 측정할 때 같은 위치, -3축센서이용
주파수범위	-없거나 기본최대 셋팅	-측정대상의 Fmax주파수선택(70X 기본) -저주파일 경우 Sampling time길어야함. -Line수 설정(선명도) -Cut off설정(Noise)
측정시기, 시간	평균상태를 나타내는 시기와 순간진동 시기를 비교	-부하상태(속도, 하중, 압력)를 동시에 같이 입력 측정
기타	Spectrum, Stroboscope, Temperature 및 Trend저장 기능이 있는 계측기 우수	-후처리 S/W기능이 우수한 것 선택 -데이터의 Output출력형식이 다양한 것, Dynamic Range가 높고 측정속도가 빠른 것 선택
예

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핵심단어	진동측정, 진동가속도계, 부착방법, 접촉공진주파수, FFT, 진동계, 진동센서

 

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