FR2906884A1 - Capteur de vibration, notamment pour machine tournante. - Google Patents
Capteur de vibration, notamment pour machine tournante. Download PDFInfo
- Publication number
- FR2906884A1 FR2906884A1 FR0608782A FR0608782A FR2906884A1 FR 2906884 A1 FR2906884 A1 FR 2906884A1 FR 0608782 A FR0608782 A FR 0608782A FR 0608782 A FR0608782 A FR 0608782A FR 2906884 A1 FR2906884 A1 FR 2906884A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- resonance frequency
- another
- frequency
- pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
- G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
- G01H11/08—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means using piezoelectric devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Ce capteur comprend un premier élément (5) piézoélectrique ayant une première fréquence de résonance et un deuxième élément (6) piézoélectrique dont la fréquence de résonance est différente de la première fréquence de résonance.Application aux machines tournantes.
Description
1 CAPTEUR DE VIBRATION, NOTAMMENT POUR MACHINE TOURNANTE Afin de garantir
la fiabilité des machines tournantes et principalement des pompes, les services de maintenance mettent en oeuvre des procédés dits de maintenance prédictive pour programmer les interventions nécessaires hors de la période de fonctionnement des installations. Le principe de la mesure prédictive consiste à comparer l'évolution des paramètres d'usure de la machine à des courbes dites " d'expérience ". Afin de suivre l'évolution des paramètres, des 15 capteurs sont placés à demeure dans la pompe lors de sa construction. A la mise en service initiale de la pompe chez le client, des mesures permettent de mémoriser l'état des paramètres initiaux préalablement définis comme 20 significatifs de l'usure de la pompe. Le choix des paramètres surveillés a été déterminé, par expérience, en observant durant toute la durée de vie de produits similaires quels étaient les plus significatifs et prédictifs de dégradation des 25 composants. Il a été constaté que la surveillance des vibrations permet d'estimer l'évolution des différentes parties actives de la pompe dans le temps dont: - L'évolution de l'équilibrage de la masse 30 tournante. La lubrification et l'usure des paliers lisses. - La lubrification et l'usure des roulements à billes ou à rouleaux. 2906884 2 - Le comportement magnétique du moteur. - L'usure de la roue et du corps hydraulique. - Le fonctionnement en cavitation. - Le désalignement de la ligne d'arbre. 5 A chaque événement surveillé, correspond une fréquence ou une bande de fréquence particulière bien définie comprise entre 20 et 16 000 Hz. La mesure des vibrations ne présente pas de difficulté particulière et les capteurs de vibration du 10 commerce sont efficaces. Dans la technique actuelle, le capteur de vibration est réalisé à partir d'un cristal piézoélectrique qui transcrit l'ensemble des vibrations comprises entre 20 et 16 000 Hz ainsi que les amplitudes correspondantes sous forme d'une tension. Un calculateur associé extrait chaque bande du spectre et par calcul suivant les séries de Fourrier fait ressortir les fréquences fondamentales ainsi que leurs harmoniques sous la forme d'une courbe FFT.
Ce traitement mathématique des vibrations recueillies est nécessaire pour dissocier les fréquences par bandes et pouvoir en observer les amplitudes. Le frein actuel à la diffusion de ce procédé de surveillance réside dans le coût de l'ensemble capteur et dispositif de traitement du signal et dans la nécessité d'en disposer pour chaque machine. L'invention y remédie par un capteur comprenant un premier élément piézoélectrique ayant une première fréquence de résonance sous l'effet de vibrations et un deuxième élément piézoélectrique, caractérisé en ce que le deuxième élément piézoélectrique a une deuxième fréquence de résonance différente de la première fréquence.
2906884 3 Sous l'effet de vibrations à la première fréquence de résonance, caractéristique de l'usure d'une première partie d'une machine tournante, il apparaît, aux bornes du premier élément piézoélectrique, une tension qu'il est 5 aisé de mesurer à l'aide d'un voltmètre. A cette première fréquence de résonance, le deuxième élément piézoélectrique ne résonne pas. Il n'apparaît pratiquement pas de tension à ses bornes. A la deuxième fréquence de résonance, caractéristique, elle, de l'état 10 d'usure d'une deuxième partie de la machine tournante, c'est l'inverse qui se produit. On se dispense ainsi complètement d'un calculateur qui doit être associé en permanence à la machine ou qui, sinon, doit être associé, de temps à autre, à la machine 15 tournante avec l'inconvénient que la surveillance de l'usure devient discontinue et l'inconvénient aussi d'avoir à déplacer et à connecter chaque fois le calculateur. Chaque élément piézoélectrique peut être relié à un 20 voltmètre qui lui est propre, mais suivant un mode de réalisation avantageux les deux éléments piézoélectriques sont reliés à un même multiplexeur relié à un seul voltmètre. On a besoin ainsi de moins de pièces pour réaliser le capteur, notamment lorsqu'il y a, non pas 25 seulement deux éléments piézoélectriques, mais un grand nombre d'entre eux, ce qui est habituel. Il y a de préférence trente éléments piézoélectriques dont les fréquences de résonance diffèrent successivement d'un tiers d'octave de 20 Hz à 16 KHz. En d'autres termes, la 30 première fréquence de résonance diffère de la deuxième d'un tiers d'octave et la troisième diffère de la deuxième, elle aussi, d'un tiers d'octave. Suivant un mode de réalisation qui facilite beaucoup le montage, tous les éléments piézoélectriques sont 2906884 4 intégrés dans une même tranche à semi-conducteur et, de préférence aussi, lorsqu'il y a un multiplexeur il est intégré dans cette tranche. L'invention vise aussi une machine tournante, 5 notamment une pompe, mais aussi une turbine, un ventilateur ou autre ayant une partie fixe dans laquelle les éléments piézoélectriques d'un capteur, suivant l'invention, sont fixés à la partie fixe. Au dessin annexé, donné uniquement à titre 10 d'exemple : la figure 1 est une vue schématique illustrant le mode de réalisation préféré d'une machine tournante suivant l'invention, tandis que la figure 2 illustre un autre mode de réalisation.
15 La figure 1 représente une pompe comprenant un arbre (1) entraîné par un moteur (2) et porté par des paliers (3). L'arbre (1) fait tourner une roue (4) hydraulique. Sur le palier (3) sont fixés trente éléments piézoélectriques, seuls deux d'entre eux étant 20 représentés, à savoir le premier élément (5) piézoélectrique et le deuxième élément (6) piézoélectrique. Le premier élément (5) piézoélectrique a une fréquence de résonance, lorsqu'il est soumis à des 25 vibrations mécaniques, qui est différente de la fréquence de résonance du deuxième élément (6) piézoélectrique. Pour obtenir cette différence de fréquence, on taille différemment les deux éléments piézoélectriques en leur donnant notamment des dimensions différentes.
30 Les bornes des éléments (5, 6) piézoélectriques sont reliées à un multiplexeur (7), lequel est lui-même relié à un voltmètre (8). Le voltmètre indique successivement dans le temps la tension qui apparaît aux bornes de l'élément (5) 2906884 5 piézoélectrique et de l'élément (6) piézoélectrique, ainsi que des vingt huit autres suivants. Lorsqu'une tension apparaît sur le voltmètre (8) à un instant correspondant à l'un des éléments (5 ou 6), on 5 peut en déduire le niveau d'usure de la partie de la pompe qui correspond à la fréquence de résonance de l'un des trente éléments piézoélectriques. A la figure 2, les bornes des éléments (5, 6) piézoélectriques sont reliées directement à un voltmètre 10 (9, 10) respectif, sans interposition d'un multiplexeur. Dans ce cas, les éléments (5, 6) piézoélectriques sont sur une même tranche T de semi-conducteur, alors que les voltmètres en sont indépendants, tandis que dans le mode de réalisation de la figure 1 le voltmètre reste 15 indépendant de la tranche T à semi-conducteur, mais le multiplexeur (7) est intégré lui aussi à la tranche T.
Claims (8)
1. Capteur comprenant un premier élément (5) piézoélectrique ayant une première fréquence de résonance sous l'effet de vibrations et un deuxième élément (6) piézoélectrique, caractérisé en ce que le deuxième élément (6) piézoélectrique a une deuxième fréquence de résonance différente de la première fréquence.
2. Capteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément est relié à un voltmètre (9, 10) qui lui est propre.
3. Capteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux éléments sont reliés à un même multiplexeur (7) relié à un seul voltmètre (8).
4. Capteur suivant l'une des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce que la première fréquence de résonance diffère de la deuxième, d'un tiers d'octave.
5. Capteur suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il a trente éléments piézoélectriques dont les 25 fréquences de résonance diffèrent successivement d'un tiers d'octave.
6. Capteur suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que tous les éléments 30 piézoélectriques sont intégrés dans une même tranche à semi-conducteurs. 2906884 7
7. Capteur suivant les revendications 3 et 6, caractérisé en ce que le multiplexeur est intégré dans la tranche. 5
8. Machine tournante ayant une partie fixe, caractérisé en ce que les éléments piézoélectriques d'un capteur suivant les revendications 1 à 7 sont fixés à la partie fixe.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0608782A FR2906884B1 (fr) | 2006-10-06 | 2006-10-06 | Capteur de vibration, notamment pour machine tournante. |
| JP2007262284A JP2008139284A (ja) | 2006-10-06 | 2007-10-05 | 特に、回転機械用振動センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0608782A FR2906884B1 (fr) | 2006-10-06 | 2006-10-06 | Capteur de vibration, notamment pour machine tournante. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2906884A1 true FR2906884A1 (fr) | 2008-04-11 |
| FR2906884B1 FR2906884B1 (fr) | 2008-12-19 |
Family
ID=38370458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0608782A Expired - Fee Related FR2906884B1 (fr) | 2006-10-06 | 2006-10-06 | Capteur de vibration, notamment pour machine tournante. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008139284A (fr) |
| FR (1) | FR2906884B1 (fr) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2482308A (en) | 2010-07-28 | 2012-02-01 | Univ Sheffield | Super junction silicon devices |
| CN109579981B (zh) * | 2018-12-28 | 2023-11-10 | 重庆江增船舶重工有限公司 | 一种径向滑动轴承的振动监测装置及方法 |
| CN110907178B (zh) | 2019-12-27 | 2025-06-24 | 杭州欧贲科技有限公司 | 一种可提早检测轴承故障的检测仪 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1493118A (en) * | 1975-11-11 | 1977-11-23 | Nat Res Dev | Acoustic wave detection apparatus |
| US5191796A (en) * | 1990-08-10 | 1993-03-09 | Sekisui Kaseihin Koygo Kabushiki Kaisha | Acoustic-emission sensor |
| DE19612013A1 (de) * | 1996-03-15 | 1997-09-18 | Volker Dipl Phys Haenel | Piezoelektrischer Breitbandwandler |
-
2006
- 2006-10-06 FR FR0608782A patent/FR2906884B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-10-05 JP JP2007262284A patent/JP2008139284A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1493118A (en) * | 1975-11-11 | 1977-11-23 | Nat Res Dev | Acoustic wave detection apparatus |
| US5191796A (en) * | 1990-08-10 | 1993-03-09 | Sekisui Kaseihin Koygo Kabushiki Kaisha | Acoustic-emission sensor |
| DE19612013A1 (de) * | 1996-03-15 | 1997-09-18 | Volker Dipl Phys Haenel | Piezoelektrischer Breitbandwandler |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008139284A (ja) | 2008-06-19 |
| FR2906884B1 (fr) | 2008-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2623617C (fr) | Procede de detection d'un endommagement d'un roulement de palier d'un moteur | |
| Kedadouche et al. | A new approach based on OMA-empirical wavelet transforms for bearing fault diagnosis | |
| CN203432784U (zh) | 用于旋转的机械部件的状态监控装置 | |
| EP2087335B1 (fr) | Dispositif et procédé de surveillance de l'état vibratoire d'une machine tournante | |
| CA2860551C (fr) | Systeme d'acquisition d'un signal vibratoire d'un moteur rotatif | |
| US8352203B2 (en) | Digital implementation of a tracking filter | |
| CN112858484A (zh) | 旋转机械的摩擦检测装置以及旋转机械的摩擦检测方法 | |
| CZ2014893A3 (cs) | Způsob monitorování zbytkové životnosti oběžných lopatek turbostrojů | |
| JP2015505058A5 (fr) | ||
| US10197594B2 (en) | Tachometer signal jitter reduction system and method | |
| Jung et al. | Eugenol relieves the pathological manifestations of Alzheimer's disease in 5× FAD mice | |
| FR3103212A1 (fr) | Ensemble modulaire et autonome de détection de la position angulaire des aubes d’une roue à aubes et ensemble modulaire et autonome de détection d’endommagement des aubes d’une roue à aubes d’une turbomachine | |
| FR2906884A1 (fr) | Capteur de vibration, notamment pour machine tournante. | |
| JP2004020424A (ja) | 振動信号の処理方法 | |
| Jiang et al. | A wavelet cluster-based band-pass filtering and envelope demodulation approach with application to fault diagnosis in a dry vacuum pump | |
| CN107436244B (zh) | 基于频率分段振动数据采集的设备故障报警方法 | |
| JP5321646B2 (ja) | 異常検査方法及び異常検査装置 | |
| ATE472735T1 (de) | Diagnose von atherosclerose | |
| Leaman et al. | Evaluation of acoustic emission burst detection methods in a gearbox under different operating conditions | |
| Siew et al. | Fault severity trending in rolling element bearings | |
| Šiljak et al. | A novel approach to Hurst analysis of motor vibration data in aging processes | |
| Itoa et al. | Proposal of Abnormal Sound Detection System using OCSVM | |
| CN114813110A (zh) | 齿轮啸叫检测方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| Ghafarzadeh Zare et al. | Vibration modelling the thresher unit of john deere (955) combine harvester using operational modal analysis | |
| Haiyan | Noise reduction analysis of rolling bearing vibration signal based on time domain synchronization |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20130628 |