Máy bơm công nghiệp thường vận hành liên tục trong hệ thống cấp nước, xử lý nước, làm mát và sản xuất. Trong quá trình hoạt động, các vấn đề như ổ bi bị mòn, trục lệch tâm, cánh bơm mất cân bằng hoặc chân đế lỏng có thể khiến rung động tăng bất thường. Nếu không được phát hiện kịp thời, những tình trạng này có thể làm giảm hiệu suất, tăng chi phí bảo trì và gây dừng máy ngoài kế hoạch.

Cảm biến rung cho máy bơm giúp theo dõi tình trạng cơ khí của thiết bị thông qua việc đo rung động trong quá trình vận hành. Cùng Sensors Việt Nam tìm hiểu chi tiết ứng dụng này của cảm biến rung động trong bài viết dưới đây!

CẢM BIẾN RUNG MÁY BƠM LÀ GÌ?

Cảm biến rung cho máy bơm là thiết bị đo rung động cơ học tại các vị trí như thân ổ đỡ, vỏ gối đỡ hoặc khu vực lắp đặt phù hợp trên cụm bơm và động cơ.

Khi máy bơm hoạt động, trục quay, cánh bơm, ổ bi và các bộ phận liên quan tạo ra rung động. Cảm biến ghi nhận chuyển động này và chuyển đổi thành tín hiệu điện để bộ giám sát hoặc hệ thống điều khiển tiếp nhận, xử lý.

Tùy theo thiết kế, cảm biến có thể cung cấp vận tốc rung, gia tốc rung hoặc độ dịch chuyển. Một số model tích hợp mạch xử lý và xuất tín hiệu 4-20 mA, thuận tiện cho việc kết nối với PLC hoặc hệ thống giám sát công nghiệp.

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CẢM BIẾN RUNG MÁY BƠM

Nguyên lý hoạt động của cảm biến rung phụ thuộc vào công nghệ đo và thiết kế của từng thiết bị. Nhìn chung, quá trình đo diễn ra theo các bước sau:

Bước 1: Ghi nhận rung động cơ học

Khi máy bơm vận hành, các bộ phận quay tạo ra dao động truyền đến vị trí lắp cảm biến. Phần tử cảm biến ghi nhận chuyển động này và chuyển đổi thành tín hiệu điện.

Bước 2: Xử lý tín hiệu rung

Tùy loại cảm biến, tín hiệu có thể được khuếch đại, lọc hoặc xử lý để tạo ra giá trị rung cần theo dõi. Đại lượng phổ biến trong giám sát bơm công nghiệp là vận tốc rung, thường được biểu diễn bằng mm/s RMS.

Đối với các ứng dụng cần phát hiện dấu hiệu hư hỏng ổ bi ở giai đoạn sớm, cảm biến gia tốc kết hợp với thiết bị thu thập dữ liệu và phần mềm phân tích có thể phù hợp hơn.

Bước 3: Truyền dữ liệu và cảnh báo

Tín hiệu được truyền đến bộ giám sát, PLC hoặc hệ thống quản lý. Khi giá trị rung vượt ngưỡng đã thiết lập hoặc tăng đáng kể so với trạng thái bình thường, hệ thống có thể phát cảnh báo để kiểm tra.

→ Xem thêm: Cảm biến đo độ rung động cơ và nguyên lý hoạt động  

VAI TRÒ CỦA CẢM BIẾN RUNG TRÊN MÁY BƠM CÔNG NGHIỆP

Trong ứng dụng máy bơm, cảm biến rung chủ yếu phục vụ hai mục tiêu:

• Theo dõi mức rung của bơm, so sánh với ngưỡng cảnh báo và phát hiện sự thay đổi bất thường.
• Thu thập tín hiệu rung để nhận diện các dấu hiệu liên quan đến hư hỏng ổ bi, mất cân bằng hoặc lệch trục.

Cảm biến rung cho máy bơm công nghiệp giúp theo dõi tình trạng vận hành và hỗ trợ phát hiện sớm các vấn đề cơ khí thông qua những dấu hiệu rung động bất thường, bao gồm: 

• Giám sát ổ bi và gối đỡ: Ổ bi bị mòn, thiếu bôi trơn hoặc hư hỏng có thể làm thay đổi độ rung của máy bơm.
• Phát hiện mất cân bằng cánh bơm: Cặn bám, mài mòn hoặc hư hỏng cánh bơm có thể gây mất cân bằng và làm tăng rung động khi máy vận hành.
• Phát hiện lệch trục và lỏng cơ khí: Lệch trục giữa động cơ và máy bơm, bu lông chân đế lỏng hoặc gối đỡ không chắc chắn đều có thể gây rung bất thường. 
• Theo dõi rung động do xâm thực: Xâm thực xảy ra khi các bọt hơi trong chất lỏng hình thành và sụp đổ, gây rung động, tiếng ồn và hư hỏng cánh bơm. 

VỊ TRÍ LẮP CẢM BIẾN RUNG TRÊN MÁY BƠM

Vị trí lắp đặt cảm biến rung động ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng dữ liệu thu được. Với máy bơm công nghiệp, nên ưu tiên những vị trí có kết cấu chắc chắn và truyền rung tốt từ bộ phận cần giám sát.

Các vị trí cảm biến rung thường được lắp đặt:

• Gối đỡ phía bơm nhằm theo dõi rung động liên quan đến trục, ổ bi và cụm bơm.
• Gối đỡ phía động cơ để theo dõi tình trạng rung của động cơ và ổ đỡ tương ứng.
• Các vị trí ổ đỡ bổ sung khi cần so sánh rung động giữa hai đầu máy hoặc đánh giá theo nhiều hướng.

Tùy cấu tạo thiết bị, có thể đo theo phương ngang, phương đứng hoặc phương dọc trục. Cảm biến cần được gắn chắc chắn, giúp dữ liệu phản ánh đúng tình trạng rung của máy.

CÁCH LỰA CHỌN CẢM BIẾN RUNG PHÙ HỢP CHO MÁY BƠM

Để lựa chọn cảm biến rung cho máy bơm, cần xác định mục tiêu giám sát, đặc điểm thiết bị và khả năng kết nối với hệ thống hiện có.

Xác định đại lượng đo 

• Vận tốc rung, thường tính bằng mm/s RMS, phù hợp với nhiều ứng dụng giám sát rung tổng thể của máy quay. 
• Gia tốc rung khi cần phân tích các thành phần rung tần số cao. 
• Độ dịch chuyển phù hợp với những ứng dụng cần theo dõi biên độ chuyển động cụ thể.

Chọn dải đo và dải tần

Dải đo phù hợp với mức rung dự kiến của máy bơm. Dải tần cần đáp ứng tốc độ quay và dạng bất thường cần phát hiện. Nếu mục tiêu là phân tích hư hỏng ổ bi sớm, cần đánh giá cả băng thông cảm biến và khả năng xử lý tín hiệu của hệ thống.

Kiểm tra tín hiệu đầu ra 

Cảm biến rung 4-20mA phù hợp với nhiều hệ thống PLC có ngõ vào analog tương thích và thường thuận tiện cho giám sát mức rung tổng thể. Cảm biến gia tốc IEPE thường cần bộ thu thập dữ liệu hoặc bộ điều hòa tín hiệu tương ứng nếu sử dụng cho phân tích chuyên sâu.

Đánh giá môi trường lắp đặt

Cần kiểm tra cấp bảo vệ IP, giới hạn nhiệt độ, kiểu đầu nối và khả năng chống chịu điều kiện thực tế tại vị trí lắp.

NHỮNG LỖI THƯỜNG GẶP KHI SỬ DỤNG CẢM BIẾN RUNG CHO MÁY BƠM

Lắp cảm biến rung sai vị trí

Gắn cảm biến trên bề mặt mỏng hoặc kết cấu lỏng có thể làm sai lệch dữ liệu. Nên ưu tiên khu vực gối đỡ có kết cấu chắc chắn.

Chọn sai đại lượng đo hoặc dải tần

Cảm biến không đáp ứng yêu cầu đo có thể bỏ sót những dấu hiệu rung quan trọng. Cần xác định mục tiêu giám sát và thông số kỹ thuật của thiết bị.

Cài đặt sai dải đo tín hiệu

Nếu cảm biến xuất 4-20 mA nhưng PLC được cấu hình sai dải đo, giá trị rung hiển thị sẽ không chính xác. Cần kiểm tra cách quy đổi tín hiệu trước khi đưa hệ thống vào vận hành.

Không lưu lịch sử dữ liệu

Nếu không ghi nhận mức rung khi máy hoạt động bình thường, người dùng sẽ khó đánh giá mức độ thay đổi theo thời gian. Nên lưu dữ liệu để so sánh trong điều kiện vận hành tương đương.

→ Xem thêm: Cảm biến độ rung động và 4 phân loại phổ biến  

CÂU HỎI THƯỜNG GẶP VỀ CẢM BIẾN RUNG MÁY BƠM

1/ Cảm biến rung máy bơm có phát hiện được hư hỏng ổ bi không?

Có. Cảm biến rung có thể cung cấp dữ liệu giúp phát hiện dấu hiệu liên quan đến hư hỏng ổ bi. Tuy nhiên, cảm biến chỉ theo dõi rung tổng thể, không phải lúc nào cũng phát hiện được lỗi ổ bi ở giai đoạn đầu.

2/ Nên lắp cảm biến rung ở đâu trên máy bơm?

Vị trí thường được ưu tiên là thân gối đỡ hoặc khu vực ổ đỡ có kết cấu chắc chắn.

3/ Bao lâu nên kiểm tra rung động của máy bơm?

Thông thường, máy bơm công nghiệp nên được kiểm tra rung động mỗi 1-3 tháng. Với máy bơm hoạt động liên tục, tải cao hoặc từng gặp sự cố, nên kiểm tra hằng tuần hoặc hằng tháng. Đối với máy bơm quan trọng, có thể sử dụng cảm biến rung để giám sát liên tục và cảnh báo khi mức rung vượt ngưỡng. 

MUA CẢM BIẾN RUNG MÁY BƠM ECOSENSE TẠI SENSORS VIỆT NAM

Sensors Việt Nam cung cấp nhiều dòng cảm biến rung với đa dạng dải đo và kiểu lắp đặt, phù hợp từ hệ thống HVAC đến máy móc trong dây chuyền sản xuất công nghiệp. Nổi bật trong danh mục là dòng cảm biến rung ổ bi ECO-VS của ECOSENSE (Pháp), được thiết kế cho các ứng dụng giám sát rung động trong công nghiệp. Với tín hiệu ngõ ra 4-20 mA, thiết bị có thể kết nối với hệ thống PLC/SCADA để theo dõi mức rung, phát cảnh báo và hỗ trợ triển khai chức năng dừng máy tự động khi đạt ngưỡng nguy hiểm, tùy theo cấu hình hệ thống.

Dòng cảm biến rung công nghiệp ECO-VS được thiết kế để giám sát mức rung tổng thể của động cơ, máy bơm, quạt và máy nén. Thiết bị cung cấp nhiều tùy chọn dải đo gồm 0-10, 0-25, 0-50 và 0-100 mm/s RMS, với dải tần số từ 10 Hz đến 1.000 Hz, đáp ứng các nhu cầu giám sát rung trong nhiều ứng dụng công nghiệp.

ECO-VS có vỏ bằng thép không gỉ, cấp bảo vệ IP67 và dải nhiệt độ hoạt động từ -50°C đến +90°C. Những đặc điểm này giúp thiết bị phù hợp với nhiều điều kiện vận hành công nghiệp, kể cả môi trường có độ ẩm hoặc bụi.

Để tìm hiểu thêm về cảm biến rung máy bơm và nhận tư vấn, báo giá dòng cảm biến rung công nghiệp ECO-VS, vui lòng truy cập website Sensors Việt Nam hoặc Cảm biến Việt Nam.