Amplificateurs pour capteurs de vibrations

Amplificateurs de mesure pour capteurs de vibrations et surveillance vibratoire

Les amplificateurs de mesure pour capteurs de vibrations assurent l'alimentation et le conditionnement du signal des capteurs vibratoires piézoélectriques et des capteurs IEPE. Ils mettent les signaux vibratoires mesurés à disposition pour une analyse ultérieure, la surveillance des machines ou la transmission vers des systèmes de commande et d'acquisition de données.

Les capteurs de vibrations IEPE nécessitent une alimentation à courant constant. Le signal alternatif réel du capteur est alors superposé à une tension continue. Un amplificateur de mesure adapté fournit l'alimentation nécessaire au capteur, sépare le signal de mesure dynamique de la tension d'alimentation et le conditionne pour son traitement ultérieur.

Selon la version, les amplificateurs de mesure Althen proposent des fonctions supplémentaires telles qu'un gain réglable, des filtres passe-haut et passe-bas, le calcul des valeurs efficaces et de crête ainsi que l'intégration de l'accélération pour déterminer la vitesse vibratoire ou le déplacement. Pour la surveillance continue des machines, des appareils avec surveillance des seuils, sorties relais et analyse fréquentielle sont également disponibles.

Outre les sorties analogiques classiques telles que 0–10 V, 4–20 mA et les sorties de signal AC, la gamme comprend également des solutions numériques avec RS-485, USB ainsi que des protocoles de communication industriels tels que Modbus, OPC UA et MQTT. Les capteurs IEPE existants peuvent ainsi être intégrés dans des systèmes modernes d'automates programmables, de surveillance conditionnelle, d'edge computing et d'IoT.

Conditionnement flexible du signal pour la mesure des vibrations et la surveillance conditionnelle

Les amplificateurs de mesure Althen pour capteurs de vibrations permettent aussi bien des mesures dynamiques classiques que la surveillance continue de l'état des machines et des installations.

Points à prendre en compte lors du choix d'un amplificateur de mesure pour capteurs de vibrations

1. Déterminer le type de capteur et le signal de sortie
L'amplificateur de mesure doit tout d'abord être compatible avec le capteur de vibrations utilisé. Les appareils de cette catégorie sont notamment conçus pour les capteurs piézoélectriques avec sortie IEPE.

Outre les accéléromètres, certains amplificateurs peuvent également être utilisés avec d'autres capteurs compatibles IEPE, par exemple des capteurs dynamiques de force ou de pression ainsi que des microphones IEPE.

2. Tenir compte de l'alimentation du capteur IEPE
Les capteurs IEPE nécessitent une alimentation à courant constant. Lors du choix, il convient donc de vérifier si le courant et la tension d'alimentation de l'amplificateur de mesure sont compatibles avec le capteur raccordé.

Les amplificateurs Althen assurent directement cette alimentation du capteur et simplifient ainsi la chaîne de mesure.

3. Déterminer la grandeur vibratoire souhaitée
Un accéléromètre mesure initialement l'accélération vibratoire. L'intégration du signal de mesure permet d'en déduire d'autres grandeurs vibratoires :

• Accélération vibratoire
• Vitesse vibratoire
• Déplacement vibratoire

La grandeur pertinente dépend de la machine et de la tâche de surveillance concernée.

4. Tenir compte de la plage de fréquences de l'application
La plage de fréquences requise dépend des phénomènes vibratoires à analyser.

Pour la surveillance générale de l'état des machines tournantes, des plages de fréquences plus basses sont souvent pertinentes. Le diagnostic des roulements et d'autres analyses dynamiques peuvent en revanche nécessiter des fréquences nettement plus élevées.

Les amplificateurs de mesure dotés de filtres passe-haut et passe-bas réglables permettent une adaptation ciblée à la plage de fréquences souhaitée.

5. Choisir entre analyse temporelle et analyse fréquentielle
Pour une surveillance simple du niveau vibratoire global, des indicateurs tels que la valeur efficace, la valeur de crête ou la valeur crête à crête sont souvent suffisants.

En revanche, lorsqu'il faut identifier les fréquences auxquelles certaines vibrations apparaissent, une analyse fréquentielle est nécessaire. Le VIB-M14, par exemple, propose une analyse FFT avec des plages d'alarme librement définissables, permettant ainsi une surveillance fréquentielle sélective des machines.

6. Sélectionner le signal de sortie requis
Selon l'amplificateur, différents signaux de sortie sont disponibles pour le traitement ultérieur.

Les variantes typiques comprennent :

• 0–10 V
• 4–20 mA
• Sortie de signal AC
• RS-485
• USB
• Protocoles réseau numériques

Pour un raccordement classique à un API, un signal 4–20 mA convient par exemple parfaitement. Pour les analyseurs de vibrations ou les oscilloscopes, le signal AC dynamique peut être nécessaire.

7. Tenir compte de l'intégration avec un API, un système SCADA ou l'IoT
Si la mesure des vibrations doit être intégrée à un système de surveillance de niveau supérieur, il convient de prendre en compte l'interface de communication souhaitée.

Des adaptateurs d'interface numériques permettent par exemple de transmettre les données vibratoires via Modbus, OPC UA ou MQTT. Les capteurs IEPE analogiques existants peuvent ainsi être intégrés dans des systèmes modernes d'automatisation, de cloud et de surveillance conditionnelle sans devoir remplacer les capteurs.

8. Définir les fonctions de seuil et d'alarme
Les fonctions d'avertissement et d'alarme sont particulièrement importantes pour la surveillance continue des machines.

Selon l'appareil, il est possible de définir des seuils et de commander des relais lorsqu'ils sont dépassés. Cela permet de déclencher des messages d'avertissement ou d'arrêter automatiquement les machines en cas de conditions vibratoires critiques.

9. Tenir compte des fonctions de diagnostic
La surveillance de la connexion du capteur améliore la sécurité de fonctionnement. Différents amplificateurs de mesure peuvent par exemple détecter une rupture de câble ou un court-circuit au niveau du capteur.

Dans les systèmes de surveillance plus complexes, des paramètres supplémentaires tels que le facteur de crête, les spectres de fréquence ou d'autres indicateurs vibratoires peuvent également être analysés.

10. Prévoir un système monocanal ou multicanal
Des appareils monocanaux compacts sont disponibles pour les points de mesure individuels. Lorsque plusieurs capteurs doivent être enregistrés simultanément, des amplificateurs modulaires peuvent être combinés.

Il est ainsi possible de créer des systèmes de mesure multicanaux de plus grande taille pour les bancs d'essai, les applications de laboratoire ou la surveillance des machines.

11. Tenir compte du montage et du lieu d'installation
Pour les applications industrielles, des modules amplificateurs compacts destinés au montage sur rails DIN de 35 mm sont disponibles. Les systèmes modulaires permettent d'installer plusieurs canaux de mesure côte à côte tout en limitant l'encombrement.

Lors du choix, il convient également de tenir compte de l'espace disponible, de la tension d'alimentation, du câblage et de la proximité du capteur.

Notre équipe d'experts techniques se tient à votre disposition pour vous aider à sélectionner le capteur de vibrations, l'alimentation IEPE, la plage de fréquences, le conditionnement du signal et l'interface adaptés à votre application. Contacter notre équipe commerciale

Applications typiques des amplificateurs de mesure et de la surveillance vibratoire

Les amplificateurs de mesure pour capteurs de vibrations sont utilisés partout où des signaux de capteurs dynamiques doivent être conditionnés, analysés ou surveillés en continu de manière fiable.

Les applications typiques comprennent :

• Surveillance conditionnelle
• Surveillance de l'état des machines et installations
• Maintenance prédictive
• Surveillance des machines tournantes
• Surveillance des roulements et paliers
• Surveillance des pompes
• Surveillance des compresseurs
• Ventilateurs et soufflantes
• Centrifugeuses
• Agitateurs et broyeurs
• Moteurs et entraînements
• Surveillance des processus
• Construction de machines et d'installations
• Bancs d'essai et systèmes de test
• Contrôle qualité en production
• Analyse vibratoire en laboratoire
• Mesures dynamiques de force et de pression avec des capteurs IEPE
• Mesures acoustiques avec des microphones IEPE
• Surveillance des machines basée sur API et DCS
• Surveillance via SCADA et cloud
• Surveillance conditionnelle basée sur l'IoT

Grâce aux différentes fonctions d'amplification, de filtrage, d'analyse et d'interface, les appareils peuvent être utilisés aussi bien pour des tâches de mesure classiques que pour une surveillance conditionnelle automatisée et continue.