لرزش سنج - ارتعاش سنج - ویبریشن متر وسیله ای است که برای کنترل لرزش و ارتعاش در صنایع مختلف کاربرد فراوان دارد. لرزش سنج ها دارای حس گرهای بسیار قوی می باشد که تمامی حرکات ارتعاشی را متوجه می شوند و بعد از اندازه گیری آن بر روی صفحه نمایش ازاطلاعات به دست آمده را نشان می دهد. البته برخی از این حس گر ها وظیفه اندازه گیری حرکات نسبی و برخی دیگر حرکات مطلق را دارند.

یکی از موارد مهم در صنایع مختلف کنترل لرزش و ارتعاش ابزار ها و ماشین های دوار از قبیل توربین ژنراتور، پمپ، یاتاقان، موتور، فن و … می باشد و در صورت گذر از حد معینی می تواند منجر به بروز حوادث و یا خرابی تجهیز شوند، به همین دلیل اندازه گیری ارتعاش قطعات و ماشین ها در صنایع مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است، اندازه گیری این نوسانات و لرزش ها به وسیله لرزش سنج و یا ارتعاش سنج انجام می گیرد. لرزش سنج ها کاربرد فراوانی در تعمیر و نگه داری تجهیزات صنعتی متحرک دارند، در مدل های پیشرفته تر لرزش سنج ها امکان انداره گیری سرعت، شتاب، بازه مکانی جا به جایی وجود دارد. لرزش نوسان مکانیکی حول یک نقطه تعادل می باشد. این نوسان می تواند تناوبی نظیر پاندول ساعت یا به صورت تصادفی در فواصل متفاوتی از زمان رخ دهد.

لرزش سنج در حقیقت تجیهزی است که این نوسانات و لرزش ها را برای ما اندازه گیری می کند. پارامتر هایی نظیر تواتر یا فرکانس زمانی، سرعت، شتاب، بازه مکانی جا به جائی و در مدل های پیشرفته تر می تواند حرکات نوسانی پیشرفته را آنالیز کند. استفاده از لرزش سنج یا ویبرو متردر تعمیر و نگه داری بسیاری از تجهیزات صنعتی متحرک کاربرد فراوان خواهد داشت. این نوسانات وقتی از محدوده تعریف شده ‌‎ای بیش تر می شوند باعث بروز خسارات جبران نا پذیر به ادوات صنعتی خواهند گردید و بازرسی مدوام لرزش یا vibration موتور ها و ادوات دوار امکان جلو گیری از ضایعات ناشی از آن ها را خواهد داد.

• انواع حس گر های لرزش سنج

حس گر های لرزش معمولاً به دو گروه تقسیم می شوند:

1. حس گر های حرکت (ارتعاش) نسبی: ارتعاش توسط این حس گرها به صورت نسبی و نسبت به یک نقطه ی ثابت مرجع اندازه گیری می شود، مانند حس گر های جریان گرداب
2. حس گر های حرکت (ارتعاش) مطلق: مانند حس گر های سرعت سنج و شتاب سنج

با توجه به مکانیزم کاری و پارامتر اصلی اندازه گیری، حس گر های ارتعاش سنجی که امروزه در ماشین آلات دوار مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:

1-جا به جایی سنج
2- سرعت سنج
3- شتاب سنج

 حس گر (ترانسدیوسر) جا به جایی

این حس گر ها از نوع غیر تماسی هستند. این نوع حس گر ها، حس گر های جریان گردابی نیز نامیده می شوند. اساس کار این نوع حس گر بر پایه ی تولید میدان مغناطیسی در یک سیم پیچ که در نوک حس گر تعبیه شده است می باشد. این میدان مغناطیسی، در محور دوران (شفت) که یک رسانای الکتریکی است باعث القای جریان گردابی می شود، هر چه رسانای الکتریکی به سیم پیج نزدیک تر باشد میزان جذب انرژی در رسانا بیش تر خواهد بود. سامانه ای که از حس گر های جریان گردابی استفاده می نماید از یک نوسان ساز، کابل ارتباطی و حس گر (پراب) تشکیل شده است. نوسان ساز یک سیگنال فرکانس بالا (فرکانس رادیویی) برای ارسال به حس گر (پراب) تولید می کند و این سیگنال باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در اطراف حس گر می گردد. از آن جایی که میدان مغناطیسی فقط توسط اجسام هادی تحت تأثیر قرار می گیرد، تا زمانی که جسم هادی مقابل حس گر قرار نگیرد، هیچ تأثیری روی میدان مغناطیسی و به تبع آن هیچ کاهشی در سیگنال RF ایجاد نخواهد شد. با نزدیک شدن یک جسم هادی به ناحیه میدان مغناطیسی، این میدان در جسم هادی نفوذ پیدا کرده و باعث ایجاد جریان های گردابی در سطح آن شده و در نتیجه انرژی برگشتی و دامنه سیگنال RF کاهش می یابد، نوسان ساز و آشکار ساز میزان پوش دامنه سیگنال RF را اندازه گیری می کند و متناسب با نقاط پیک آن، یک ولتاژ مستقیم ایجاد می نماید.

چگونگی عملکرد یک حس گر ارتعاش از نوع جا به جایی سنج

با توجه به دوران جسم هادی، دامنه پوش سیگنال RF نیز با توجه به جا به جایی سطح هادی تغییر می کند و مانند آن است که یک سیگنال با مدولاسیون دامنه ایجاد شده است که حول یک سیگنال DC دارای نوسان است. سیگنال DC موقعیت جسم و سیگنال AC میزان لرزش را نشان می دهد. حس گر لرزش غیر تماسی دارای یک دامنه خطی کارکرد است و در زمان تنظیم و نصب آن و اتصال به سامانه نمایش دهنده باید به این نکته توجه داشت که حس گر در فاصله ای از جسم هادی / شفت قرار گیرد که نقطه کار آن در ناحیه ای قرار داشته باشد که در صورت حد اکثر نوسان از محدوده خطی حس گر خارج نشود. در زمان نصب باید دقت شود که نوک حس گر صدمه نبیند و در محل مورد نظر محکم بسته شده باشد. در ضمن مجموعه طول حس گر، کابل ارتباطی تا نوسان ساز/ آشکار کننده توسط سازنده مشخص و کالیبره می شود و اگر به هر دلیلی این طول تغییر کند باید مجددا سامانه را کالیبره نمود.

حس گر هاي اندازه گيري لرزش از نوع سرعت سنج

این نوع حس گر یا ترانسدیوسر بر روی بدنه جسم نصب می شوند و ازاین رو به آن حس گر تماسی یا بدنی می گویند. اساس عملکرد این حس گر به این صورت است که پس از نصب بر روی جسم، با توجه به میزان ارتعاش جسم، پوسته خارجی حس گر به ارتعاش در آمده و این حرکت، آهن ربایی را که درون ترانسدیوسر تعبیه شده و به یک فنر متصل است به حرکت در آورده و جا به جایی آهن ربا باعث ایجاد یک ولتاژ در سیم پیچ می شود. با توجه به این که تغییرات ولتاژ با سرعت حرکت آهن ربا متناسب است می توان سرعت مطلق حرکت ارتعاشی جسم را از روی ولتاژ اندازه گیری نمود. برای اندازه گیری لرزش، حس گر باید مرتعش شود، از این رو لازم است فرکانس طبیعی حس گر مد نظر قرار گیرد، به عبارت دیگر حساسیت حس گر باید نسبت به کلیه فرکانس ها یکسان و برابر با مقدار تعیین شده برای حس گر باشد. بنابراین محدوده فرکانسی قابل استفاده برای حس گر، محدوده خارج از ناحیه فرکانس طبیعی حس گر بوده و در ناحیه ای قرار دارد که پاسخ فرکانسی آن اصطلاحاً مسطح است. این حس گر ها به منبع تغذیه نیاز ندارند ولی نسبت به میدان های مغناطیسی خارجی حساس هستند.

حس گر هاي اندازه گيري لرزش از نوع شتاب سنج

این حس گر ها نیز از نوع تماسی هستند و در آن ها از یک المان پیزوالکتریک برای تبدیل شتاب به سیگنال الکتریکی استفاده می شود. المان پیزوالکتریک متناسب با نیروی وارد بر آن، بار های الکتریکی در دو سطح خود ایجاد می کند. در طرح اولیه شتاب سنج ها، این بار الکتریکی که در حد پیکو کلمب است به عنوان خروجی حس گر استفاده می گردید. در طرح های امروزی با استفاده از تقویت کننده های درون حس گر، این بار الکتریکی تقویت شده و به صورت mv به عنوان خروجی حس گر استفاده می شود. به طور معمول ترانسدیوسر های شتاب دارای دو ساختار می باشند، نوع فشاری و نوع برشی. در نوع فشاری، پیزوالکتریک از پایه، جدا بوده و در نتیجه نسبت به حرارت از حساسیت کم تری برخوردار است. اختلاف دیگری که بین دو نوع حس گر شتاب وجود دارد در استفاده از حالت دهند هی سیگنال است، بدین نحو که بعضی از حس گر های شتاب مجهز به یک مدار الکترونیکی برای تقویت سیگنال هستند و چون این قسمت درون حس گر تعبیه شده است دمای کار کرد این حس گر ها دارای محدودیت می باشد. شتاب سنج ها، لرزش مطلق را اندازه گیری می کنند. هم چنین بعضی از سازندگان با قرار دادن یک مدار انتگرال گیر درون حس گر شتاب از آن برای نمایش میزان لرزش از نوع سرعت استفاده می کنند.

روش نصب حسگرهاي لرزش

نصب دایمی:

که حس گر با استفاده از پیچ و یا جوش به ماشین متصل می شود.

نصب مغناطیسی:

که غالباً در تجهیزات اندازه گیری قابل حمل کاربری دارد.

روش دستی:

که در این روش حس گر در هنگام استفاده با دست در محل مورد نظر نگه داشته می شود.