진동측정센서

 

 

진동측정센서

 

 

 

정확한 진단을 수행하기 위해서는 먼저 대상이 되는 설비의 진동을 정확히 측정할 필요가 있다. 때문에 대상이 되는 설비의 성질을 예측하여 측정장치를 구성할 필요가 있다 따라서 진동 측정용 센서는 가속도 검출형과 속도 검출형 및 변위 검출형의 세 종류가 있다. 가속도 검출형과 속도 검출형은 주로 접촉법으로 변위 검출형은 비접촉으로 사용된다. 설비진단에서 주로 가속도 검출형으로 압전형과 서보형, 속도 검출형으로 와류형 등이 있다.

 

 

1. 가속도 센서

 

가속도 센서 중에서 설비진단에 주로 이용되는 형은 압전형과 서보형이 있다. 압전형은 기계적인 힘을 가하면 전하가 발생하는 압전소자를 이용하는 센서이며 고주파 진동측정에 적합하다. 압전형 센서를 사용할 때 확인해 두어야 할 사항은 주파수 특성이며 주파수 특성은 센서의 설치방법에 의해서도 영향을 받기 때문에 주의할 필요가 있다.

압전형 센서는 전압이 아니고 전하를 발생하는 센서로 출력 임피던스가 높기 때문에 절연저항을 높게 유지할 필요가 있다. 또한 케이블에 기계적 충격을 가하면 노이즈가 발생한다. 따라서 앰프까지의 케이블에는 노이즈가 발생하기 어려운 특수 케이블을 사용할 필요가 있다. 센서에서 진단장치까지 결선된 진단장치는 1점 접지가 되게 해야 한다. 그때 센서 설치는 절연물을 센서와 측정 표면 사이에 삽입하여 절연시키든가 아니면 완전 절연형 센서를 사용하면 좋다.

서보형 센서는 비교적 저주파 진동을 측정할 때 사용하며 센서의 특징은 정적가속도를 측정하거나 높은 감도가 필요할 때 사용한다. 대형구조물이나 지반 등의 미소한 저주파 진동측정 또는 이동기계의 정적 가속도 측정에 사용된다.

 

 

가속도 센서 고정방법

영구적 고정 : 25Hz 부근

스터드 볼트로 고정 : 25Hz 부근

부드러운 명에 자석으로 고정 : 10Hz 부근

거칠고 휜 주조면에 자석으로 고정 : 3Hz 부근

왁스로 고정 : 25Hz 부근

양면 테이프로 고정 : 15Hz 부근

손으로 누름 : 3Hz 부근

 

 

 

2. 속도형 센서

 

속도센서는 자계 중에 코일이 움직일 때 전압을 일으키는 현상을 이용하고 있다. 압전형 가속도 센서에서와 같이 노이즈가 발생할 염려가 없고, 또한 외부 전원도 필요없기 때문에 취급이 용이하다. 단 압전형 가속도센서와 같이 소형으로 만들기가 어렵고 측정 주파수의 범위는 10Hz~1kHz 정도이다.

 

 

3. 변위형 센서

 

변위형 센서는 여러 종류가 있지만 주로 와전류형이 많이 활용된다. 변위센서는 회전축 감시나 편심, 축 방향 움직임 등의 측정에 활용된다. 특징은 축의 움직임을 직접 측정하기 때문에 축의 운동 특성을 조사할 때 적합하다.

또한 진동하고 있는 대상에 직접 설치하지 않기 때문에 접촉 공진이 없다. 측정원리는 센서부와 변환기부의 용량에서 공진회로를 형성하고 이 회로를 외부 발진기에서 여진 시킨다. 그렇게 하면 센서부의 코일에서 방생하는 자력선에서 축 표면에 와전류를 발생시키고 그 강도는 축과의 거리에 따라서 변한다. 그 결과 코일의 인덕턴스를 변화시켜 1MHz의 진포변화로 된다. 이 진폭 변화를 검파하여 직류 전압을 얻게된다. 이 직류 전압은 변위에 대해서 대수 특성을 갖기 때문에 리니어라이져를 통해 변위에 비례한 직류 전압을 출력한다.