壓電振動芯片在電機和軸承中故障預測

隨著 5G 技術的發展和普及，萬物互聯的時代隨之蓬勃而來。各類智能硬件組成的智能家居作為我們 日常生活中見的場景，智能制造、智能網聯汽車也即將成為智能時代的變革力量，給我們描繪全 新的生產方式以及生活體驗。如何利用好信息時代的便利為我們的海量設備保駕護航成為了狀態監測工程 師們的常常思考的問題

，狀態監測和預測性維護是通過傳感器收集的溫度/振動數據趨勢，輔以邊緣計算和頻譜分析， 使得設備可以提前預警潤滑不良，磨損，過載等異常狀態，系統后臺可以自動地預判部件的故障點，制定 停機/維修方案，在不影響計劃產能的情況下用的時間和資金成本完成設備的維修保養。相對于互聯互 通及云技術的巨大算力優勢，工程師們迫切的需要找到可以應用于設備狀態監測的高性能嵌入式傳感器，從而實現工業現場的全天候值守以及無線信息化。

電機、軸承、傳動裝置出現典型機械故障：

1. 對準、對中； 2. 軸承故障、軸彎曲； 3. 松動、失穩； 4. 摩擦、磨損； 5. 共振、扭振； 6. 直流和變頻驅動感應電動機的凹槽；

感應電機和直流電機的典型電氣故障 1. 定子偏心、短疊片或松鐵 2. 偏心轉子3. 轉子條開裂或斷裂 4. 連接器松動或斷裂 5. 直流和變頻驅動感應電動機的可控硅問題

下圖說明了幾種設備類型對振動的感知要求

這些故障對傳感器相關要求通常是

A) 低頻段 0.3 至 50 倍運行速度，加速度量程基本是 50g-500g

B) 對于更高頻段，500 Hz 至 20+kHz

C) 頻響指標反饋要求：

>1KHz 以下 振動列度測量 即只能反饋開關量，做設備的事后維修

> 0.1-10kHz 可以進行定量分析，做設備的事前預警，可進行設備故障預診斷

>0.5Hz 至28kHz 可以進行超定量分析，做設備的超預警

>38KHz 可對機體的裂紋進行預警

D) 反饋的信息加速度、速度、位移、包絡等信息，目前，無論是基于壓電（PE）晶體設計的 IEPE 型振動加速度傳感器還是基于 MEMS 變電容（VC）技 術開發的振動加速度傳感器都無法兼顧高頻響，高信噪比，低功耗，長期穩定等性能指標，乃至工業消費 品所需要的批量配套性價比都無法實現。這些不利因素嚴重地束縛了狀態監測系統在一般旋轉設備的快速 普及，而僅有的少量高價值設備監測數據無法將大數據的優勢發揮出來為智能裝備和智慧工廠提供全流程 服務以及降低成本。 森瑟科技研發的 540 型嵌入式壓電加速度傳感器（EPA：Embedded Piezoelectric Accelerometer） 將一舉消除監測工程師的煩惱，并助力狀態監測設備的普及化。該傳感器采用環型剪切壓電原理，采用革 新的傳感器加工技術及標定工藝，具有其它原理所不具備的性能：高信噪比，長期穩定，超高頻響， 低功耗，寬操作溫度，方便裝配。每只 540A壓電振動芯片傳感器和540B壓電振動芯片傳感器采用的序列號進行參數標定及朔源，務求為您的 測試提供最準確的服務。

540A壓電振動芯片傳感器和540B壓電振動芯片傳感器的產品特別如下：

>核心原理環形剪切力壓電陶瓷結構

>寬頻響應 0.5Hz 至 28kHz（±3dB ）

>超低噪聲：4µg/√Hz@1kHz

>線性：±0.5% @ 500g范圍內

>測量量程：±50 至 ±500g

>工作溫度范圍：?55°C 至 150°C 的溫度范圍

>體積小 10 mm*10 mm*5.5 mm