Even if there are measuring instruments and
vibration sensors, if you want to measure the vibration of a target structure
or facility (machine), where and in what direction should you attach the sensor
and acquire data? It can be overwhelming. In fact, there must be prior
knowledge with a lot of theoretical and empirical basis. Selection and setting
of measuring instruments and sensors are important, but data that is not measured
in the right location becomes the basis for error diagnosis. To summarize, the
answer would be ‘a point where the highest vibration state
(position, direction, behavior) can be read well, so evaluation is possible and
it is safe.’
계측기와 진동센서가 있더라도 막상 대상 구조 또는 설비(기계)의 진동을 측정하자고 하면 어떤 위치에 어떤 방향으로 센서를 부착하고 또 데이터를 취득해야 하는 것인가? 막막할 수 있다. 여기에는 사실 많은 이론적이며 경험적인 근거가 있는 선행지식이 있어야 한다. 계측기나 센서의 선택과 설정도 중요하지만 제 위치에 측정이 되지 않은 데이터는 오류진단을 내기에 근거가 되기때문이다. 줄여서 답을 말해보라면 ‘최고진동상태(위치, 방향, 거동)를 잘 읽을 수 있어서 평가가 가능하고 안전한 지점’이라면 정답일 것이다.
회전기계의 구성요소를 살펴보면 우선 원동부(구동부)측과 피동부(피구동부)측, 그리고 그를 연결시켜 주는 커플링(직결 및 완충식, 벨트 등)으로 구분할 수 있다. 그리고 또 하나의 연결요소라 하면 별도의 커플링이 추가로 필요한 기어박스가 있을 수 있겠다. 각 구성요소는 모두 연결되어 같이 회전하는 기계이므로 속도는 다를 수 있어도 진동은 서로간에 전달되며 어느 하나의 연결부품이 잘못되거나 정렬이 잘 되어 있지 않으면 전체 기계(설비)가 진동의 영향을 받게 된다. 따라서 어느 위치의 진동이 어떠한가?를 정하는 것은 매우 중요한 약속이다. 이 중에서 DE, NDE가 무엇인지는 반드시 알고 통해야 할 단어다.
Displacement means the maximum distance that has changed around
the reference line, so it is easy to intuitively judge the maximum amplitude of
vibration, and since the amount can represent and replace the magnitude of
stress, the main unit of vibration used in various standards (displacement,
speed, acceleration). In particular, it is widely used for direct deflection and
vibration of structures, vibration monitoring of pipes, and ‘online monitoring’
of shaft behavior using sleeve bearings. This is also the reason why
low-frequency acceleration sensors are widely used. The sensor used at this
time is accurate and good for evaluation if it directly outputs the
displacement, but on the other hand, there are many cases where its use is limited due to
limitations in its installation, orientation, and frequency.
Understanding the diversity and
weaknesses of displacement sensors
Type of Displacement sensor
Image
Disadvantages and Features
Eddy current principle ,
Proximity probe, Gap sensor
- Responds only to conductors
- Interference between nearby sensors and nearby conductors (a gap of at least 3 times the diameter of the sensor must be provided)
-Vibration measurement below the unit of mm
Linear measurement below -1000Hz
LVDT
-Linear variable differential transducer (measuring the amount of movement of protrusions, bar type, wire type, )
- When measuring absolute displacement, it is necessary to manufacture a jig for the reference position
- Suitable for low frequencies (below 50Hz)
Strain gauge
Measuring micro displacement, vulnerable to noise
Laser doppler
High-frequency measurements (40 kHz) are very expensive
진동을 측정하기위해 가속도센서를 사용한다면 일단 진동하는 표면에 잘 고정된 상태로 부착해야 한다. 자석, 본드, 나사스터드, 왁스 등 접촉공진이라는 지식에 유의하여야한다. 한편으로 #진동센서를 어디에 부착해야 하는지의 문제를 생각해 본다. 또한 이 진동문제를 잘 해결하기위해서 어느 방향으로 측정할 것인가와 대상물체의 공간적인 어느 위치를 설정하는 가?도 의문사항에 있을 것이다. 진동을 평가하기위한 평가기준을 찾기 전에 우선 이러한 원리들을 이해해야 한다. 여기에서는 진동측정(#상태모니터링, #설비진단, #온라인모니터링, #진동주파수분석)을 위한 지점과 방향에 대해서 국제적으로 엔지니어들에게 약속된 사항에 대해서 설명하도록 한다.
진동측정방향 및 위치선정-kcbm.kr
진동측정위치와 방향을 정한다는 것!
물체(구조 또는 기계)가 진동하는 것을 측정한다는 것은 평가(#Assessment)를 위한 것이 첫 번째 이유이고 두 번째 이유는 진동의 원인을 파악하는 진단(Diagnosis)을 하기 위함이다. 그런데 진단을 한다는 것은 주파수분석 이외에 사전에 물체의 거동(Moving, deflection shape)을 확인하는 일이 반드시 필요한데 그러기 위해서는 물체를 이루는 요소(component)의 커플링 측 전단(Drive End, DE, Inboard)/후단(Non drive End, NDE, Outboard)의 각 방향(수평, 수직, 축- Horizontal, Vertical, Axial-H, V, A)을 모두 측정해야 한다. 그래야 비로소 물체의 거동을 짐작할 수 있기 때문이다.
물론, 측정할 위치가 한정적이거나 물체가 너무 작은 경우 그리고 동시채널측정이 필요한 가변속 설비의 경우에는 #DAQ채널수가 한정되어 있다면 위의 모든 지점과 방향을 모두 측정할 수 는 없을 것이다. 그러나 측정결과의 완벽성은 측정위치를 얼마나 잘 준수했는가에 따라 결정적인 차이를 보일 수 도 있음을 명심해야 한다. 따라서....
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