一文读懂振动传感器

设备监测常用手段

风机、电机、泵等旋转类设备在长期运行过程中难免会有机械故障，为提前识别故障，减少停机事故，不得不对设备进行状态监测。

传统的监测主要靠人工看听摸，这种监测方式往往对点检人员的经验要求较高，不仅耗时耗力，还容易发生错漏检，严重时甚至发生安全事故；

随着数字时代的到来，设备监测手段越来越先进，大致分为如下几类：

上图可见，振动分析占比最大，是当前最受欢迎的设备状态监测方式。

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振动传感器

振动传感器起源

振动监测起源于上世纪五十年代，早期用于航天，火箭发射领域的检测降低火箭的故障率。随着现代化电子科技的进步，故障诊上世纪80年代进入中国，最早用于石油化工的重要设备诊断，后被广泛应用于石化、造纸、冶金、风电、火电、水电等领域。

近几年随着工业4.0的提出和预测性维修保养的重视（PDM），在线监测威廉希尔官方网站 及结构的成熟，在线监测在各种场合被广泛使用。

振动传感器分类

常用振动传感器

• 压电式传感器

工作原理：利用某些晶体材料（如压电陶瓷锆钛酸铅等）的压电效应作为机电变换器而制成的加速度传感器。

优势

具有较宽的采集频率

不足

测量原始值为加速度，分析速度需要积分，需要配合采集卡使用

• MEMS传感器

工作原理：MEMS加速度传感器是运用MEMS芯片（即微型电子机械系统）结合传统的半导体工艺和材料。MEMS传感器集成微振动传感器、微执行器、微机械机构、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、通讯模块等于一体的系统。

优势：

小体积、低成本、高可靠

集成化高、数字化输出、具备边缘计算能力

免布线、安装方便

可测量三轴向数据，较普通压电加速度单轴向测量，测量时间更短、更有利于数据分析

不足：

受制于电源限制采集频率不能太高

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振动传感器选型

现代产业迫切需要采用保障在役设备安全运行的相关监测威廉希尔官方网站 ，揭示设备运行状态的发展演变规律，实现早期故障预报，进而避免故障，特别是恶性事故发生。如上文，设备状态监测由振动、声音、温度、电流、电压、油液、视频等多种方式。但大型机械设备的早期故障对振动信号中最为敏感。

振动信号测量一般指对设备振动进行勘测，并通过频谱特征以确定轴承、齿轮或润滑是否出现故障，最终衡量设备的健康状态。工业应用中，90%以上的旋转机械设备使用轴承元件和齿轮传动，而齿轮和轴承的早期故障会在振动信号的高频端反映出来。如下图所示：

轴承早期故障信息

对于监测轴承早期故障，传统的压电传感器相比于MEMS传感器的局限性，如下表所示：

另外，由于MEMS传感器具备体积小、重量轻等特点，在现场应用中，如下图所示，MEMS振动传感器可充分与监测平台耦合，保证振动信号传输的完整性。

捷杰振动传感器

为满足各类工业现场对MEMS传感器的需求，捷杰传感已研制出三大系统，20款产品。捷杰传感—专注振动十余载，以感知驱动万物互联为己任。