Cảm biến là yếu tố đầu tiên quyết định chất lượng dữ liệu thu thập được. Cảm biến đo rung động không phù hợp thì dù máy đo rung động xịn như máy VIBXPERT II cũng không có đúng và có đủ dữ liệu để phân tích. Không đủ dữ liệu nghĩa là hư hỏng bị bỏ sót. Dữ liệu không đúng nghĩa là kết quả phân tích sẽ không đúng.

Cảm biến đo rung động được dùng phổ biến là cảm biến đo gia tốc (accelerometer). Cảm biến đo độ dịch chuyển (proximity probes) được dùng cho các ổ trượt (journal bearing) trên các máy có tải lớn, tốc độ cao như turbine, bơm/quạt. Cảm biến đo vận tốc vẫn được sử dụng trong một số trường hợp.

Sau đây là các thông số quan trọng của một cảm biến gia tốc.

Độ nhạy (Sensitivity)

Cảm biến đo rung động có độ nhạy khác nhau

Độ nhạy (Sensitivity) là thông số đầu tiên cần xem xét khi chọn cảm biến đo gia tốc rung động. Để bắt được rung động thấp cần cảm biến có độ nhạy cao. Độ nhạy sensitivity là tỉ số giữa điện áp được tạo ra và gia tốc rung động tác động vào cảm biến. Các ứng dụng phổ biến thường chọn cảm biến có độ nhạy (sensitivity) là 100 mV/g. Nghĩa là khi cảm biến bị tác động bởi một rung động có độ lớn gia tốc bằng gia tốc trọng trường (1g) thì nó sẽ sinh ra một tín hiệu điện có điện áp là 100 mV (hay là 0,1 Volts).

Ví dụ: trong trường hợp đo cho các máy gia công hoạt động rất êm, có mức rung thấp thì cần sử dụng cảm biến có độ nhạy cao hơn để tạo ra được mức điện áp đủ lớn cho máy đo có thể nhận được, thường là 1V/g (1000mV/g). Ngược lại, trong trường hợp đo cho các máy có tải va đập mạnh thì sử dụng cảm biến có độ nhạy thấp hơn là 10mV/g.

Dãi tần số (Frequency Range):

Khi sử dụng cảm biến để đo rung động, những gì thu được là một dãi các tần số và cường độ của các tần số đó. Tần số cho biết một nguồn gây ra rung động. Chúng ta có thể chỉ ra một chi tiết cụ thể trên thiết bị với một tần số tương ứng trong phổ rung động.

Dãi đo tần số rung động càng lớn nghĩa là càng nhiều nguồn rung động (cũng là nguồn gây hư hỏng khi cường độ tăng cao) mà cảm biến có thể thu được, đồng thời nó cũng cho phép phát hiện sớm hơn các lỗi tiềm ẩn, ví dụ như bạc đạn, bánh răng. Tần số rung động lớn nhất mà cảm biến đo được gọi là Fmax.

Các cảm biến có Fmax 10kHz trở lên có thể phát hiện chính xác các hư hỏng trên thiết bị phức tạp như bánh răng hộp giảm tốc có tần số hư hỏng cao hơn. Tần số rung động nhỏ nhất mà cảm biến đo được gọi là Fmin. Cảm biến có Fmin 0,1 Hz cho phép giám sát hư hỏng cho các thiết bị có tốc độ quay chậm đến 10 vòng/phút như các quạt điện gió, hộp giảm tốc, máy khuấy, con lăn, trục cán.   

Cảm biến đo rung động cho tốc độ thấp

Phạm vi đo (Dynamic Range/Measurement Range)

Tần số và biên độ là hai giá trị thu được khi đo rung động. Phạm vi đo thể hiện giá trị cường độ gia tốc rung động lớn nhất mà cảm biến có thể đo được. Ví dụ, cảm biến AC203 Series của hãng CTC là loại cảm biến phổ biến có Dynamic Range là 80g (là có thể thu được tín hiệu của một gia tốc có đo lớn 80 lần gia tốc trọng trường). Trong khi dòng cảm biến AC131 Series của hãng này, có thể đo được gia tốc có độ lớn lên đến 500 lần gia tốc trọng trường.

Cảm biến đo rung động
Cảm biến đo rung động

Nhiệt độ làm việc (Operating Temperature Range)

Nhiệt độ làm việc là nhiệt độ môi trường tại điểm đo mà cảm biến có thể hoạt động được. Các cảm biến thông thường có nhiệt độ làm việc dưới 100 độ C. Một số cảm biến đặc biệt có thể chịu được nhiệt độ lên tới 160 độ C như cảm biến AC207 Series của CTC để có thể lắp đặt trên các thiết bị của nhà máy giấy, nhà máy thép. Chú ý, để tăng khả năng chịu nhiệt độ cao, có thể cảm biến bị giảm bớt dãi tần số

Cảm biến đo rung động