Cảm biến độ rung là thiết bị được sử dụng để đo, giám sát và truyền tín hiệu rung động của máy móc trong quá trình vận hành. Thiết bị giúp phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường như mất cân bằng rô-to, lệch tâm trục, mòn vòng bi, lỏng chân máy, hỏng khớp nối hoặc cộng hưởng cơ học. Nhờ đó, người vận hành có thể chủ động bảo trì thiết bị trước khi xảy ra hư hỏng nghiêm trọng.
Trong các nhà máy hiện đại, cảm biến độ rung không chỉ được sử dụng để kiểm tra tình trạng máy móc mà còn là một phần quan trọng của hệ thống bảo trì dự đoán, giám sát tình trạng thiết bị và tự động hóa công nghiệp. Tín hiệu đo từ cảm biến có thể được truyền về PLC, HMI, SCADA hoặc hệ thống điều khiển trung tâm thông qua ngõ ra 4-20mA.
Việc lắp đặt cảm biến độ rung giúp doanh nghiệp giảm thời gian dừng máy ngoài kế hoạch, hạn chế chi phí sửa chữa, kéo dài tuổi thọ thiết bị và nâng cao độ tin cậy của dây chuyền sản xuất. Đây là giải pháp giám sát phù hợp cho động cơ điện, bơm, quạt, máy nén khí, hộp giảm tốc, máy nghiền, băng tải, turbine và nhiều loại máy quay khác trong công nghiệp.
CẢM BIẾN GIA TỐC LÀ GÌ?
Cảm biến gia tốc, hay accelerometer, đo mức thay đổi vận tốc của vật thể theo thời gian. Trong giám sát máy móc, cảm biến ghi nhận gia tốc do rung động tạo ra và thường biểu thị kết quả bằng đơn vị g hoặc m/s².
Cảm biến gia tốc có khả năng phản ứng tốt với rung động tần số cao nên thường được sử dụng để phát hiện các lỗi liên quan đến vòng bi, bánh răng, va đập cơ khí và những hư hỏng phát sinh trong thời gian ngắn. Tín hiệu từ accelerometer thường được đưa vào máy phân tích rung để thực hiện phân tích phổ FFT và xác định nguồn gây rung.
CẢM BIẾN ĐỘ RUNG LÀ GÌ?
Cảm biến độ rung, tiếng Anh là Vibration Sensor hoặc Vibration Transmitter, là thiết bị có chức năng chuyển đổi dao động cơ học của máy móc thành tín hiệu điện. Tín hiệu này thể hiện mức độ rung của thiết bị tại thời điểm đo và được sử dụng để đánh giá tình trạng vận hành.
Tùy theo nguyên lý và mục đích sử dụng, cảm biến có thể đo gia tốc rung, vận tốc rung hoặc độ dịch chuyển rung. Trong các ứng dụng giám sát máy quay công nghiệp, vận tốc rung thường được biểu thị bằng đơn vị mm/s RMS và được sử dụng phổ biến để đánh giá mức độ rung tổng thể của động cơ, bơm, quạt và hộp số.
Cảm biến độ rung công nghiệp thường có ngõ ra 4-20mA được lắp trực tiếp lên thân máy, vỏ ổ bi hoặc vị trí gần trục quay. Thiết bị liên tục đo độ rung và truyền tín hiệu về hệ thống giám sát để cảnh báo khi giá trị vượt quá giới hạn cho phép.
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CẢM BIẾN ĐỘ RUNG
Cảm biến độ rung hoạt động bằng cách phát hiện các dao động cơ học phát sinh trong quá trình máy móc vận hành. Phần tử đo bên trong cảm biến, thường sử dụng công nghệ MEMS hoặc áp điện, sẽ phản ứng với chuyển động rung và tạo ra tín hiệu điện tương ứng. Tín hiệu ban đầu được xử lý, lọc nhiễu và chuyển đổi thành giá trị vận tốc rung theo đơn vị mm/s. Bộ chuyển đổi tích hợp bên trong cảm biến sẽ tiếp tục chuyển giá trị đo thành tín hiệu chuẩn 4-20mA để truyền về PLC, HMI, SCADA hoặc bộ điều khiển trung tâm.
Ví dụ, với cảm biến có dải đo 0-25 mm/s, tín hiệu 4mA tương ứng với mức rung 0 mm/s, còn tín hiệu 20mA tương ứng với mức rung 25 mm/s. Các giá trị nằm giữa dải đo sẽ được chuyển đổi tuyến tính theo mức rung thực tế của máy.
TẠI SAO CẦN GIÁM SÁT ĐỘ RUNG MÁY MÓC?
Hầu hết máy móc có bộ phận quay đều tạo ra rung động trong quá trình hoạt động. Tuy nhiên, khi mức rung tăng cao bất thường, đó thường là dấu hiệu cho thấy thiết bị đang gặp vấn đề cơ khí hoặc điện. Mất cân bằng rô-to có thể làm máy rung mạnh theo tốc độ quay. Lệch tâm trục hoặc sai lệch khớp nối có thể làm tăng rung tại ổ bi và trục truyền động. Vòng bi bị mòn, thiếu dầu bôi trơn hoặc hư hỏng cũng tạo ra rung động bất thường và tiếng ồn trong quá trình vận hành.
Nếu không được phát hiện kịp thời, những sự cố này có thể dẫn đến hỏng vòng bi, gãy trục, cháy động cơ, hỏng hộp số hoặc dừng toàn bộ dây chuyền sản xuất. Giám sát độ rung liên tục giúp doanh nghiệp nhận biết sớm xu hướng xuống cấp của thiết bị và lên kế hoạch bảo trì phù hợp.
CÁC THÔNG SỐ ĐO ĐỘ RUNG PHỔ BIẾN
Độ rung của máy móc thường được đánh giá thông qua gia tốc rung, vận tốc rung và độ dịch chuyển rung. Gia tốc rung thường được sử dụng để phát hiện các dao động có tần số cao, đặc biệt là các lỗi liên quan đến vòng bi và bánh răng.
Vận tốc rung thể hiện mức độ rung tổng thể của máy và thường được đo bằng mm/s RMS. Đây là đại lượng được sử dụng phổ biến trong các hệ thống giám sát động cơ, bơm, quạt và hộp giảm tốc. Độ dịch chuyển rung thể hiện khoảng cách chuyển động của bộ phận máy so với vị trí cân bằng. Đại lượng này thường phù hợp với những máy có tốc độ quay thấp hoặc các hệ thống yêu cầu đo dao động của trục.
Đối với dòng ECO-VS của ECOSENSE, cảm biến đo vận tốc rung với ngõ ra 4-20mA, giúp kết nối trực tiếp với PLC và các hệ thống giám sát công nghiệp.
ỨNG DỤNG CỦA CẢM BIẾN ĐỘ RUNG
Cảm biến độ rung được ứng dụng rộng rãi trong các ngành xi măng, nhiệt điện, thủy điện, thép, thực phẩm, đồ uống, dược phẩm, hóa chất, giấy, khai khoáng và xử lý nước. Thiết bị thường được lắp đặt trên động cơ điện, bơm nước, bơm hóa chất, quạt ly tâm, quạt hướng trục, máy nén khí, hộp giảm tốc, máy nghiền, máy ép, băng tải, máy phát điện, turbine, chiller và cooling tower.
Trong các hệ thống bảo trì dự đoán, cảm biến giúp theo dõi xu hướng rung theo thời gian. Khi độ rung tăng dần, bộ phận bảo trì có thể chủ động kiểm tra và sửa chữa thiết bị trước khi xảy ra sự cố nghiêm trọng.
Cảm biến độ rung có chức năng chuyển đổi dao động cơ học của máy móc thành tín hiệu điện. Tín hiệu này thể hiện mức độ rung của thiết bị tại thời điểm đo và được sử dụng để đánh giá tình trạng vận hành.
Tùy theo nguyên lý và mục đích sử dụng, cảm biến có thể đo gia tốc rung, vận tốc rung hoặc độ dịch chuyển rung. Trong các ứng dụng giám sát máy quay công nghiệp, vận tốc rung thường được biểu thị bằng đơn vị mm/s RMS và được sử dụng phổ biến để đánh giá mức độ rung tổng thể của động cơ, bơm, quạt và hộp số.
Cảm biến độ rung công nghiệp thường được lắp trực tiếp lên thân máy, vỏ ổ bi hoặc vị trí gần trục quay. Thiết bị liên tục đo độ rung và truyền tín hiệu về hệ thống giám sát để cảnh báo khi giá trị vượt quá giới hạn cho phép.
CẢM BIẾN ĐỘ RUNG ECO-VS-10MM-10HZ
Cảm biến độ rung ECO-VS-10MM-10HZ có dải đo từ 0 đến 10 mm/s và ngõ ra 4-20mA. Đây là lựa chọn phù hợp cho các thiết bị có mức rung thấp hoặc ứng dụng yêu cầu độ phân giải đo cao. Model này có thể được sử dụng để giám sát động cơ nhỏ, bơm, quạt, máy công cụ và các thiết bị hoạt động ổn định với mức rung bình thường tương đối thấp.
CẢM BIẾN ĐỘ RUNG ECO-VS-25MM-10HZ
Cảm biến độ rung ECO-VS-25MM-10HZ có dải đo từ 0 đến 25 mm/s và ngõ ra 4-20mA. Đây là dải đo phổ biến cho nhiều ứng dụng giám sát máy móc công nghiệp. Cảm biến này phù hợp với động cơ điện, bơm, quạt, máy nén, hộp giảm tốc và các thiết bị quay có mức rung trung bình. Dải đo 0-25 mm/s cung cấp sự cân bằng tốt giữa khả năng phát hiện rung nhỏ và khả năng theo dõi các mức rung cao hơn trong quá trình xảy ra sự cố.
CẢM BIẾN ĐỘ RUNG ECO-VS-50MM-10HZ
Cảm biến độ rung ECO-VS-50MM-10HZ có dải đo từ 0 đến 50 mm/s và ngõ ra 4-20mA. Model này phù hợp với những máy có công suất lớn, mức rung cao hoặc làm việc trong điều kiện tải thay đổi thường xuyên. Cảm biến có thể được sử dụng cho máy nghiền, máy nén khí, máy ép, băng tải, quạt công nghiệp lớn và các thiết bị có nguy cơ phát sinh rung mạnh khi xảy ra sự cố.
CẢM BIẾN ĐỘ RUNG ECO-VS-100MM-10HZ
Cảm biến độ rung ECO-VS-100MM-10HZ có dải đo từ 0 đến 100 mm/s và ngõ ra 4-20mA. Đây là phiên bản có dải đo lớn nhất trong dòng ECO-VS.
Model này phù hợp với máy nghiền công suất lớn, turbine, máy nén, thiết bị khai khoáng và các ứng dụng có độ rung cao. Dải đo rộng giúp cảm biến tiếp tục đo và truyền tín hiệu trong những điều kiện rung mạnh mà không bị vượt dải quá sớm.
NÊN CHỌN DẢI ĐO CẢM BIẾN ĐỘ RUNG NÀO?
Việc lựa chọn dải đo cần dựa trên mức rung bình thường của thiết bị và mức rung tối đa có thể xảy ra. Dải đo quá lớn có thể làm giảm độ phân giải của tín hiệu, trong khi dải đo quá nhỏ có thể khiến cảm biến nhanh chóng vượt giới hạn khi máy rung mạnh.
Đối với động cơ, bơm và quạt có mức rung thấp, dải 0-10 mm/s thường phù hợp. Dải 0-25 mm/s là lựa chọn phổ biến cho nhiều loại máy công nghiệp. Dải 0-50 mm/s phù hợp với máy công suất lớn hoặc thiết bị có mức rung cao. Dải 0-100 mm/s nên được lựa chọn cho máy nghiền, turbine và những ứng dụng có biên độ rung rất lớn.
Khi chưa có dữ liệu rung thực tế, người sử dụng nên tham khảo mức rung lịch sử, yêu cầu của nhà sản xuất máy và điều kiện vận hành để lựa chọn dải đo phù hợp.
ƯU ĐIỂM CỦA CẢM BIẾN ĐỘ RUNG NGÕ RA 4-20MA
Tín hiệu 4-20mA là chuẩn tín hiệu được sử dụng phổ biến trong công nghiệp nhờ khả năng truyền ổn định trên khoảng cách xa và ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện. Với tín hiệu 4-20mA, cảm biến có thể kết nối trực tiếp với PLC, HMI, SCADA, bộ ghi dữ liệu hoặc bộ hiển thị mà không cần sử dụng bộ chuyển đổi riêng. Giá trị 4mA tương ứng với đầu dải đo cũng giúp hệ thống nhận biết tình trạng mất nguồn hoặc đứt dây khi dòng điện giảm xuống dưới mức bình thường.
Đây là giải pháp phù hợp cho các nhà máy có yêu cầu giám sát liên tục, truyền tín hiệu xa và tích hợp vào hệ thống điều khiển trung tâm.
VỊ TRÍ LẮP ĐẶT CẢM BIẾN ĐỘ RUNG
Cảm biến nên được lắp trực tiếp trên bề mặt chắc chắn của máy, ưu tiên vị trí gần ổ bi, trục quay hoặc khu vực truyền lực. Bề mặt lắp đặt cần phẳng, sạch và có khả năng truyền rung tốt.
Không nên lắp cảm biến trên tấm che mỏng, vị trí lỏng lẻo hoặc bộ phận có rung động không đại diện cho tình trạng chính của máy. Việc lắp không chắc chắn có thể làm sai lệch tín hiệu và khiến kết quả đo không phản ánh đúng độ rung thực tế.
Đối với động cơ và bơm, cảm biến thường được lắp tại vỏ ổ bi theo phương ngang, phương đứng hoặc phương dọc trục. Tùy theo mức độ quan trọng của thiết bị, có thể sử dụng một hoặc nhiều cảm biến để giám sát các hướng rung khác nhau.
MUA CẢM BIẾN ĐỘ RUNG Ở ĐÂU UY TÍN?
Sensors Việt Nam chuyên cung cấp cảm biến độ rung công nghiệp dùng cho động cơ, bơm, quạt, máy nén, hộp giảm tốc, máy nghiền, băng tải, chiller và nhiều loại máy móc khác.
Dòng sản phẩm ECO-VS gồm ECO-VS-10MM-10HZ dải đo 0-10 mm/s, ECO-VS-25MM-10HZ dải đo 0-25 mm/s, ECO-VS-50MM-10HZ dải đo 0-50 mm/s và ECO-VS-100MM-10HZ dải đo 0-100 mm/s. Tất cả các phiên bản đều sử dụng ngõ ra 4-20mA, thuận tiện kết nối với PLC, HMI và hệ thống SCADA.
Sensors Việt Nam hỗ trợ tư vấn lựa chọn dải đo, vị trí lắp đặt, phương án đấu nối và giải pháp giám sát độ rung phù hợp với từng loại máy móc và yêu cầu của dự án. Liên hệ Sensors Việt Nam để được tư vấn và báo giá cảm biến độ rung ECO-VS phù hợp với nhu cầu giám sát máy móc của doanh nghiệp.