德国IFM(易福门)振动传感器是其工业传感器领域的杰出代表,以其卓越的可靠性、高精度和智能诊断功能而闻名。这些传感器通常基于压电效应或MEMS技术,能够持续监测旋转机械(如电机、泵、风机和齿轮箱)的振动速度、加速度或位移量。其核心价值在于集成状态监测(Condition Monitoring)理念,不仅能提供实时振动数据,更能通过内置的IO-Link数字通信接口,输出丰富的诊断信息,如设备状态评估(良好、警告、报警)、温度读数以及频谱数据。这使得IFM振动传感器不仅是简单的数据采集单元,更是实现预测性维护(Predictive Maintenance)的关键组件,能有效帮助用户提前发现设备潜在故障、避免意外停机、延长设备寿命,从而显著提升生产效率和设备管理水平。其坚固的工业设计确保了在严苛环境下的稳定运行,是现代化智能工厂不可或缺的重要工具。
一、品牌背景
公司全称: ifm electronic GmbH
成立时间: 1969年
总部地点: 德国埃森(Essen)
创始人: Friedrich S. K. S. von Maltzan 伯爵
核心理念: “让技术为您服务” - 致力于通过易于使用、可靠高效的技术解决方案帮助客户提升生产效率和设备可用性。
业务范围: 设计、生产和销售用于工业自动化的传感器、控制器、执行器和系统软件。
二、品牌产品
1、带IO-Link接口的振动传感器
⑴状态监测:始终掌握机器状态
ifm的VVB振动传感器可对简易工业机械的振动进行永久性的实时监测。甚至与理想机器状态的极小偏差也会影响振动模式。这使得及早监测即将发生的机器损坏成为可能。工厂运营商可以富有远见地采取行动,并预见到维护需求,从而避免代价高昂的生产停机。
⑵IO-Link振动传感器的特点:
永久性监测老化、冲击、摩擦和温度的相关指标
直接无缝集成至工业以太网系统,而无需控制柜或现有接线
捕捉原始信号进行高级损坏分析
集成基于振动速度的机器运行时间计数器
借助IO-Link COM3接口实现更快的数据传输
⑶适用于所有振动类型的多功能传感器
① 转子损坏
② 摩擦
③ 润滑不足
④ 皮带问题
⑤ 支脚松动
⑥ 未对准
⑦ 齿形故障
⑧ 轴承损坏
⑨ 不平衡
⑩ 污染
2、用于智能状态监测的3轴IO-Link振动传感器
⑴利用新型VVB3状态监测传感器,您可以深入了解设备的健康状况。VVB3传感器可持续检测3个轴向的振动,另外还测量非旋转部件的表面温度。根据这些数据,智能传感器可确定机器“重要器官”的健康状况。
该传感器具有5600 Hz的频率范围,能够可靠地提前检测到设备的异常、磨损、轴承损坏、润滑不足以及气蚀等问题,以便在出现严重损坏之前就采取措施,从而避免后续高额成本。通过VVB3,您可以进行定期检测以保持设备稳定运行,确保没有任何潜在问题。
⑵VVB3振动传感器详细信息
交互3D模型
了解VVB3的特殊功能
⑶VVB3的重要优势
3轴MEMS技术只需一个单独测量位置,即可实现轴向、垂直和水平3个方向的灵活安装和精确测量。
极度坚固的不锈钢外壳可承受恶劣工况。得益于内部自测功能和M12连接器,可以随时更换受损的电缆。这种坚固耐用的传感器无需任何维护。另外,LED指示灯让您可以随时关注设备状态。
作为可选项,您可以使用集成的不平衡和轴承分析功能,可通过IO-Link接口轻松使用该功能,持续测量各种不同的状态指标,包括检测疲劳、摩擦、冲击以及表面温度等。
针对不同的机器类型和额定功率,可根据ISO20816-3标准,通过PLC系统命令或IT系统便捷地设置阈值。
⑷应用
VVB状态监测传感器是集成在一个传感器中的整套监测解决方案。
目标应用涵盖所有不间断或部分不间断运行(转速和功率)的、带驱动轴的旋转机器。
该传感器常用于电机、风扇、泵、减速电机、传送带、垂直轴承、减速齿轮、皮带传动、暖通空调、真空泵、分选机(无齿轮)以及锯木机等其他单轴机器。
⑸电机
① 轴承损坏(a-Peak、Crest、BearingScoutTM)
② 润滑不足、摩擦(a-RMS、温度)
③ 不平衡(v-RMS、不平衡探测器)
④ 松动(v-RMS)
⑤ 不对中(v-RMS)
⑥ 电气故障(转子/定子)(v-RMS、温度)
⑦ 离合器磨损(v-RMS)
⑧ 共振(v-RMS)
⑹离心泵
① 轴承损坏(a-Peak、Crest、BearingScoutTM)
② 润滑不足、摩擦(a-RMS、温度)
③ 不平衡(v-RMS、不平衡探测器)
④ 松动(v-RMS)
⑤ 不对中(v-RMS)
⑥ 电气故障(转子/定子)(v-RMS、温度)
⑦ 离合器磨损(v-RMS)
⑧ 共振(v-RMS)
⑨ 湍流(v-RMS)
⑩ 气蚀(a-Peak、Crest)
⑪ 流量脉动(v-RMS)
⑫ 异物(a-Peak)
⑺风扇
① 轴承损坏(a-Peak、Crest、BearingScoutTM)
② 润滑不足、摩擦(a-RMS、温度)
③ 不平衡(v-RMS、不平衡探测器)
④ 松动(v-RMS)
⑤ 不对中(v-RMS)
⑥ 电气故障(转子/定子)(v-RMS、温度)
⑦ 皮带问题(v-RMS)
⑧ 磨损、摩擦(a-RMS)
⑨ 湍流(v-RMS)
⑩ 异物(a-Peak)
⑻减速齿轮箱
① 轴承损坏(a-Peak、Crest、BearingScoutTM)
② 润滑不足、摩擦(a-RMS、温度)
③ 不平衡(v-RMS、不平衡探测器)
④ 松动(v-RMS)
⑤ 不对中(v-RMS)
⑥ 电气故障(转子/定子)(v-RMS、温度)
⑦ 啮合(a-RMS、v-RMS)
⑼真空泵
① 轴承损坏(a-Peak、Crest、BearingScoutTM)
② 润滑不足、摩擦(a-RMS、温度)
③ 不平衡(v-RMS、不平衡探测器)
④ 松动(v-RMS)
⑤ 不对中(v-RMS)
⑥ 电气故障(转子/定子)(v-RMS、温度)
⑦ 螺钉磨损(a-RMS)
⑽VVB3安装
振动传感器具有3个测量轴,因此可以灵活安装,种类丰富多样的安装附件可以提供额外的灵活性。需要注意的是,使用安装附件可能会影响具体尺寸。
安装于何处?传感器最好安装于靠近每个轴承基座的位置。
如何安装?应将传感器旋拧入坚固外壳中,或者使用合适的ifm安装附件进行安装:
①通过螺纹孔直接安装
E30562
②使用磁铁夹具临时安装
E30491
③使用粘附式适配器安装
E30475
④使用电机地脚螺栓安装
E30540
E30535
⑾VVB3 常见问题
①3轴测量相对于单轴测量有哪些优势?
3轴测量在功能、灵活性和成本方面具有明显优势,但在许多应用情况下并非必要。
例如,根据运动学和机器结构的不同,机器在轴向、水平或垂直方向上的刚性强度和特征可能会有所不同。3轴测量提供了安装灵活性,并且有针对性地捕获所有三个方向的数据,可以同时考虑不同的振动激励。
此外,某些机器的几何形状和故障模式会极大地影响损伤发展的方向。例如,轴不对中可能在轴向或径向上占主导地位,或者不平衡/冲击在某些机器几何形状上可能具有不同的主要方向。
②如何计算测量轴以及如何确定正确的限值?
由于采用了3轴MEMS技术,传感器可以测量所有维度的振动信息,并数字化计算整体的“振幅”。该振幅是多个轴的矢量相加。例如,“疲劳(v-RMS幅值)”指标对应于X、Y和Z轴的矢量相加。v-RMS值的阈值可以基于机器类型并按照ISO 20816-3标准通过系统命令来设置。其他特征值的阈值则应在较长时间内(例如2周)根据经验确定。
③新型VVB IO-Link振动传感器可以监测哪些故障模式?
与现有的单测量轴VVB IO-Link振动传感器相同,新型VVB传感器同样依赖成熟的损坏指标来检测所有三个轴上的疲劳(v-RMS)、冲击(a-Peak)、摩擦(a-RMS)、表面温度以及峰值因子。这意味着可以在软件或控制器中根据趋势增加来推断不同的损坏情况。
例如,可以使用不平衡分析功能来检测转子叶片上的沉积物、泵叶片上的物料堆积或驱动电机的偏心率。
集成的BearingScout™轴承分析功能采用获得专利的算法,是监测轴承损坏的理想选择。
基本上,可以监测所有带驱动轴、皮带传动和工作条件(速度和负载)基本恒定的机器。应用速度应大于120 rpm。目标应用包括离心泵、通风系统、立式轴承、真空泵、分离器和众多其他单轴机器。
④不平衡和BearingScout™分析具体是如何工作的?
不平衡:在基本版本中,可以在传感器中分析不平衡问题。为此,只需要提供速度信息。可以通过IO-Link将其静态写入设备,或通过控制器的PDout信号将其动态写入。过程数据流中有周期性事件,可以指示超出不平衡阈值的情况。
BearingScout™:除了不平衡分析外,DataScience版本还支持进行滚动轴承解调。它可以通过包络曲线分析在传感器中对滚珠轴承进行常规监测。另外,也可以在传感器中通过IO-Link参数来配置轴承频率因子(序数),以数毫秒的间隔持续计算BearingScout™,因此相比传统的包络曲线具有明显优势。
过程数据流中有周期性事件,可以指示超出不平衡阈值/滚珠轴承阈值的情况。
⑤新型VVB传感器需要特定的软件工具吗?
由于VVB采用标准IO-Link接口,因此可以使用任何IO-Link参数设置软件,例如ifm的免费软件 moneo configure。当然,也可以在不使用任何额外软件的情况下使用数据,例如通过IO-Link将其传输至控制层级,或者通过MQTT或HTTPS REST将其传输至其他IT系统。
⑿产品对比
基本状态监测VVB 3-轴 | DataScience 状态监测VVB 3-轴 | 状态监测传感器VVB 1-轴 | |
测量范围 | 16 g, 2...5,600 Hz | 16 g, 2...5,600 Hz | 50 g, 2...10,000 Hz |
测量轴 | x, y, z (可配置) | x, y, z (不可配置) | z |
磨损指标(周期性) | 5个指标:疲劳(v-RMS)、冲击(a-Peak)、摩擦(a-RMS)、峰值、表面温度 | 13个指标:疲劳(v-RMS)、冲击(a-Peak)、摩擦(a-RMS)、表面温度 | 5个指标:疲劳(v-RMS)、冲击(a-Peak)、摩擦(a-RMS)、峰值、表面温度 |
分析值(周期性) | 不平衡 | 不平衡滚动轴承解调(BearingScout™) | |
接口 | IO-Link 1.1.3 (COM3)SIO 模式 | IO-Link 1.1.3 (COM3)SIO 模式 | IO-Link 1.1.1 (COM2 / COM3)SIO 模式 |
安装 | M5 安装螺钉 | M5 安装螺钉 | M8 紧固螺钉 |
原始数据(BLOB) | 加速度时域信号4 秒 (同步) 或者最多12秒(单轴) | 加速度时域信号4 秒 (同步)或者最多12秒(单轴) | 加速度时域信号4 秒 |
其他功能 | 机器运行时数计数器 9天特征值历史数据 阈值设置(ISO 20816-3) 状态LED灯 | 机器运行时数计数器 9天特征值历史数据 阈值设置(ISO 20816-3) 状态LED灯 用户自定义开关量输出配置
| 机器运行时数计数器 通过编号进行ISO 20816-3选 |
三、品牌产品
IFM 磁敏开关
IFM 光纤传感器
IFM 接近开关
IFM 光电开关
IFM 传感器
IFM 压力传感器
IFM 压力传感器配套电源线
IFM 流量监测器
IFM 电感式接近开关
IFM 振动传感器
IFM 压力开关
IFM 安装底座
IFM 插件
IFM 流量计
IFM 电缆
IFM 激光测距传感器
四、产品型号
IFM MK5101
IFM IE5329
IFM CR0421
IFM II A 4010 ZCPPKG
IFM IV5053-IVE4020ZCPKG
IFM OGH306 OGH-HPKG/6M
IFM PQ7809
IFM IGC204
IFM PT5414
IFM IY5047
IFM PN - 100 - SER14 - MFRKG/US//V
IFM TS522A
IFM II5910
IFM PN3092
IFM PN7096
IFM PN7071
IFM SI5000
IFM SI 5010
IFM PK6522
IFM IFS714
IFM IFS715
IFM VNB001
IFM PM2057
IFM IFK3007-BPKG/US-104 IFS240
IFM PN2094
IFM E10077
IFM PN5003
IFM EVC142
IFM EVC141
IFM LMC100
IFM PK6524
IFM II5697
IFM IGS248
IFM II5854
IFM IF6028 IFK4002A1PKG/IO/US
IFM SI5010
IFM EVC004
IFM OGD58
IFM O1D106
五、产品优势
创新性: 持续推动技术创新,尤其是在IO-Link和集成化软件平台(moneo)方面,引领行业发展趋势。
高品质与可靠性: 秉承德国制造的优良传统,产品以坚固耐用、性能稳定著称,特别适合要求苛刻的工业环境。
用户友好: 产品设计注重易用性,提供清晰的诊断功能(如IO-Link的详细状态信息)和直观的软件界面,降低了工程师的使用门槛。
系统化解决方案: 不仅仅是提供单个传感器,而是提供从感知、控制到数据分析和云连接的完整生态系统,帮助客户实现数字化转型。
全球化的服务网络: IFM在全球超过70个国家设有子公司或代表处,在中国各大主要工业城市也设有分公司和办事处,能够提供快速的本地化技术支持和售后服务。
六、典型应用
汽车制造
食品与饮料
包装行业
机床与金属加工
物流与仓储
可再生能源
过程工业(化工、制药等)