Bij trillingssensoren komen twee meetgrootheden voortdurend terug: trillingssnelheid in mm/s en acceleratie in g. Ze beschrijven dezelfde mechanische beweging vanuit een andere invalshoek en reageren daardoor anders op frequentie.
De juiste keuze is belangrijk. Een sensor kan technisch perfect gemonteerd zijn, maar wanneer de meetgrootheid niet past bij het verschijnsel dat u wilt volgen, levert de meting minder bruikbare informatie op.
Kort antwoord
Velocity in mm/s wordt veel gebruikt om het algemene trillingsniveau van roterende machines te bewaken. Acceleratie in g is gevoeliger voor hogere frequentiecomponenten en wordt vaak gebruikt wanneer dynamische verschijnselen en lager- of tandwielgerelateerde trillingen belangrijk zijn.
Dit is geen absolute scheidslijn. Toerental, constructie, frequentiebereik en analysewijze bepalen uiteindelijk welke meetgrootheid het meest bruikbaar is.
Wat is trillingssnelheid?
Trillingssnelheid, ook wel vibration velocity, beschrijft hoe snel een oppervlak tijdens een trilling beweegt. In industriële condition monitoring wordt velocity vaak uitgedrukt in mm/s.
Velocity is praktisch voor het volgen van de algemene conditie van veel roterende machines, zoals:
- elektromotoren;
- pompen;
- ventilatoren;
- compressoren;
- tandwielkasten;
- rollen en transporteurs.
Velocity kan worden aangeboden als 4–20 mA proceswaarde of als dynamisch AC velocity-signaal. Bekijk hiervoor de velocity sensoren en 4–20 mA trillingssensoren.
Wat is acceleratie?
Acceleratie beschrijft hoe snel de bewegingssnelheid verandert. Bij vibration monitoring wordt acceleratie vaak uitgedrukt in g, waarbij 1 g overeenkomt met de zwaartekrachtsversnelling.
Omdat acceleratie relatief sterk reageert op hogere frequenties, is deze meetgrootheid interessant wanneer korte, snelle of hoogfrequente trillingscomponenten relevant zijn. Industriële IEPE accelerometers leveren hiervoor een dynamisch AC-signaal dat verder kan worden geanalyseerd.
Waarom geeft dezelfde trilling verschillende waarden?
Verplaatsing, velocity en acceleratie zijn wiskundig aan elkaar gekoppeld via de frequentie. Bij een sinusvormige trilling geldt in vereenvoudigde vorm:
- velocity neemt toe met frequentie ten opzichte van displacement;
- acceleratie neemt nog sterker toe bij hogere frequenties;
- bij lage frequenties kan displacement juist relatief groot zijn terwijl acceleratie beperkt blijft.
Daarom kan een kleine mechanische beweging op hoge frequentie toch een duidelijke acceleratiewaarde veroorzaken.
Praktische vergelijking
| Kenmerk | Velocity (mm/s) | Acceleratie (g) |
|---|---|---|
| Sterk in | Algemene machinevibratie | Hogere frequentiecomponenten |
| Veel gebruikt bij | Motoren, pompen, fans, algemene rotating equipment | Lagers, tandwielen, high-speed dynamiek |
| Procesuitgang mogelijk | Ja, bijvoorbeeld 4–20 mA | Ja, bijvoorbeeld 4–20 mA |
| Dynamisch signaal mogelijk | Ja, AC velocity | Ja, IEPE / AC acceleration |
| Selectie hangt af van | Toerental, machineklasse, frequentieband | Frequentieband, gevoeligheid, verwacht g-niveau |
Wanneer is velocity meestal een logisch vertrekpunt?
Velocity is vaak een logisch vertrekpunt als u het algemene mechanische trillingsniveau van een roterende machine wilt volgen. Denk aan een motor-pompcombinatie waarbij de besturing vooral moet herkennen dat de machine ten opzichte van zijn normale baseline merkbaar slechter gaat lopen.
Hansford gebruikt 4–20 mA velocity transmitters bijvoorbeeld voor het bewaken van verschijnselen zoals onbalans en misalignment op motoren, ventilatoren en pompen. Voor PLC-integratie kan zo'n sensor een directe mm/s-waarde aanleveren.
Wanneer is acceleratie meestal interessanter?
Acceleratie is vaak interessanter als de hogere frequenties in het trillingsgedrag belangrijk zijn. Dat kan het geval zijn bij lagerconditie, tandwielcontacten, impacts of hoogtoerige machines.
Een 4–20 mA acceleratiesensor kan hiervan een totale conditiewaarde naar de PLC sturen. Wanneer de daadwerkelijke frequentie-inhoud moet worden onderzocht, is een dynamische IEPE/AC accelerometer geschikter.
Meetgrootheid en uitgangssignaal niet verwarren
Er zijn dus twee aparte vragen:
- Welke mechanische grootheid wilt u volgen? Velocity of acceleratie?
- Welk elektrisch signaal wilt u gebruiken? 4–20 mA of dynamisch AC?
Voorbeelden:
| Combinatie | Voorbeeld toepassing |
|---|---|
| Velocity + 4–20 mA | Algemene machinebewaking via PLC |
| Velocity + AC | Dynamische velocity-analyse met data collector |
| Acceleratie + 4–20 mA | Continue acceleratieconditiewaarde naar besturing |
| Acceleratie + IEPE/AC | FFT- en frequentieanalyse |
Wat betekent RMS?
Bij algemene vibration monitoring wordt een trillingswaarde vaak als RMS weergegeven. RMS is een effectieve waarde die de energie-inhoud van een wisselend signaal representeert. Het is daardoor bruikbaar voor trending en vergelijking van een machine over tijd.
Welke filtering, frequentieband en signaalverwerking bij een specifieke sensor wordt gebruikt, staat in de datasheet. Twee sensoren die beide “mm/s RMS” tonen zijn daarom niet automatisch één-op-één vergelijkbaar zonder de technische specificaties te controleren.
Toerental en frequentiegebied meenemen
Het toerental geeft een belangrijke eerste indicatie van de fundamentele rotatiefrequentie. Een motor van 1.500 rpm draait bijvoorbeeld rond 25 omwentelingen per seconde. Storingsverschijnselen kunnen zich echter op de rotatiefrequentie, harmonischen of veel hogere frequenties manifesteren.
Daarom is alleen “de machine draait 1.500 rpm” niet genoeg om de sensor te kiezen. Ook lagertechniek, tandwieloverbrengingen, constructie en het doel van de analyse spelen mee.
Waar wordt de sensor gemonteerd?
De keuze velocity of acceleratie heeft weinig waarde als het meetpunt slecht is. Monteer een trillingssensor op een stijve constructie, zo dicht mogelijk bij het relevante lager, lagerhuis, gearbox- of aandrijfpunt. Vermijd dun plaatwerk en flexibele beschermkappen.
Bij meer complexe machines kan een meerassige trillingssensor helpen om trillingen in meerdere richtingen vanuit één montagepunt vast te leggen.
Selectiechecklist
- Welke machine of component wilt u bewaken?
- Wat is het normale toerental en varieert dit?
- Wilt u algemene machineconditie of hoogfrequente details volgen?
- Is PLC-trending voldoende of is spectrumanalyse nodig?
- Wat is het verwachte trillingsniveau?
- Welke frequentieband moet de sensor betrouwbaar meten?
- Waar kan de sensor mechanisch worden gemonteerd?
- Zijn temperatuur, vocht of ATEX van belang?
Hansford Sensors voor velocity en acceleratie
Indusen is Sales Partner van Hansford Sensors in Nederland. Binnen het programma zijn zowel 4–20 mA velocity- en acceleration-transmitters als AC velocity sensoren en IEPE accelerometers beschikbaar.
Bekijk het overzicht van trillingssensoren of vergelijk direct de categorieën 4–20 mA, IEPE accelerometers en velocity sensoren.
Bespreek uw toepassing
Twijfelt u of mm/s of g de juiste meetgrootheid is? Stuur via contact informatie over machine, toerental, meetdoel en beschikbare signaalverwerking. Dan kan gericht worden bepaald welke meetgrootheid en sensorfamilie het beste aansluit.