โดยปกติแล้วเครื่องจักรที่ใช้งานในโรงงานอุตสาหกรรมจะมีการสั่นสะเทือน ถึงบางครั้งความผิดปกติบางอย่างที่เกิดขึ้นกับเครื่องจักรย่อมส่งผลให้ค่าความสั่นสะเทือนนั้นเปลี่ยนไปจากเดิม ซึ่งด้วยหลักการนี้จึงมีการวัดค่าความสั่นสะเทือนเพื่อใช้ในการพิจารณาความผิดปกติของเครื่องจักรในโรงงาน จากประสบการณ์ถึงแม้ว่าบางครั้งเครื่องจักรไม่ได้เดินเครื่อง แต่ค่าความสั่นสะเทือนก็อาจจะมีได้ และยังส่งผลต่อเครื่องจักรอีกด้วย เพราะเครื่องจักรอื่นๆที่เดินเครื่องอยู่ สามารถส่งความสั่นสะเทือนมายังเครื่องจักรอื่นๆได้
ประเภทของ Vibration Sensor
Vibration Sensor แบ่งตามหลักการใช้งานที่นิยมส่วนใหญ่มี 3 ประเภทหลักๆดังนี้
- Displacement sensor ใช้ในการวัดเชิงการกระจัด นิยมใช้ในการป้องกันเครื่องจักรเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการเสียดสีของชิ้นส่วนสำคัญ ยกตัวอย่างเช่น Screw Compressor, Centrifugal Compressor โดยจะวัด Thrust position เพื่อตรวจสอบ Tolerance ของการเคลื่อนที่ในแนวแกนเพลาที่ติดตั้ง Impeller ซึ่งชิ้นส่วน Impeller มีราคาแพงและหากเกิดความเสียหายจะเกิดการซ่อมระยะเวลานาน
- Velocity sensor ใช้ในการวัดความสั่นสะเทือนเชิงความเร็ว ซึ่งโดยปกติตัว Sensor จะรองรับความถี่ 0.5Hz(ชนิด Low frequency) ถึง 1kHz ซึ่งนิยมมาใช้งานสำหรับงานตรวจวัดความไม่สมดุลของแกนเพลา (Unbalance) , ความผิดปกติของลูกปืนบางชนิด (Bearing) , การสึกหรอของเฟือง (ถ้าความถี่รองรับ)
- Acceleration sensor ใช้ในการวัดความสั่นสะเทือนเชิงความเร่ง ซึ่งจะแตกต่างกับ Velocity sensor โดยที่ความถี่ของ Sensor ชนิดนี้มีย่านความถี่ที่กว้างกว่า 0.5Hz(บางรุ่น) ถึง 15kHz ซึ่งนิยมใช้งานสำหรับงานตรวจวัด Misalignment , ความผิดปกติของลูกปืน (Bearing) , ความผิดปกติของ Gear โดยรองรับ Gear mesh frequency
องค์ประกอบหลักของระบบการวัด Vibration
- Sensor ในระบบการวัดแน่นอนครับว่าเราต้องมีอุปกรณ์วัด ซึ่งก็คือ Sensor ที่ได้กล่าวไปข้างต้น หลักการสำคัญคือเลือกใช้ Sensor ให้เหมาะสมกับงาน และ Sensor รองรับความถี่ที่ต้องใช้ในการวิเคราะห์
- Signal conditioner เมื่อ Sensor ได้รับค่าการวัดจาก Sensor บางครั้งค่าที่ได้จาก Sensor อาจมีขนาดสัญญาณที่เล็กและไม่เป็นเชิงเส้น จึงจำเป็นที่ต้องขยายสัญญาณหรือปรับแต่งสัญญาณก่อนเก็บค่าวัด หรือบางรุ่นอาจเปลี่ยนเป็นสัญญาณมาตรฐานได้เลยเช่น 4-20 mA เป็นต้น
- Data Acquisition ในระบบ Vibration เนื่องจากสัญญาณคลื่นมีความถี่สูง หากไม่มีระบบเก็บค่าจะไม่สามารถมองเห็นได้โดยง่ายซึ่งบางครั้งบางระบบ ดวงตามนุษย์ไม่อาจอ่านค่าเชิงเวลาได้ เพราะกราฟเร็วมาก ระบบนี้จึงมีความจำเป็นในการเก็บค่าจะช่วงเวลา และง่ายต่อการนำข้อมูลมาวิเคราะห์
- Display (Optional) บางระบบอาจติดตั้งหน้าจอแสดงผลไว้ด้วยกับระบบ Vibraiton ซึ่งบางระบบอาจใช้ระบบที่มีอยู่ในการแสดงผล เช่น ระบบ DCS ในการแสดงค่า หรือ Computer ที่ติดตั้ง program ในการทำ Vibration Analysis ซึ่งในส่วนนี้จะเป็นทางเลือกของทางผู้ใช้งาน
สรุป
การวัดสั่นสะเทือนเป็นหนึ่งในเทคนิคการวิเคราะห์ความผิดปกติเครื่องจักรที่ใช้งานในโรงงานอุตสาหกรรม สำหรับการเลือกใช้งานอุปกรณ์ต้องพิจารณาความเหมาะสมของ Sensor กับลักษณะงาน และอาศัยผู้ชำนาญการในการวิเคราะห์ค่าความสั่นสะเทือนของเครื่องจักร
