MEMS加�]度センサで周�S数11kHzまで使える振動ピックアップ
いろいろな機械の中の���Zや軸�pけの振動を検出するのにMEMSの加�]度センサが使えることがわかった。このほど、10kHzまでの振動周�S数を���RできるAnalog Devices社のMEMS加�]度センサ「ADXL1002」を、IMV社が実�△�、振動ピックアップとして����化(図1)した。
図1 振動をキャッチするピックアップ 出�Z：IMV
これまで、機械設�△�����には圧電式の振動ピックアップが使われていた。��来のMEMS加�]度センサでは10kHzまでの高周�S振動を��確に���Rできなかったからだ。圧電式の振動ピックアップは高い����だと1個20万���Zくするため、高価な試�x機にしか使われなかった。
機械の振動周�S数は、振動するモノによって周�S数が違う（図2）。例えば、風��発電やタービンのような�j(lu┛)きな機械システムでは、周�S数は10Hz〜1kHz��度と低いため、いろいろな加�]度センサが使えた。ところが、機械の中にある���Zや軸�pけの振動周�S数はもっと高く、���Zや軸�pけの故障を察��(m┬ng)することができなかった。IoTやIndustry 4.0などで異常を検出して故障を予��(m┬ng)するためには、周�S数のもっと高い加�]度センサが��要だった。
図2 振動周�S数が高ければ���Zや軸�pけの異常を検出できる 出�Z：IMV
IMV（旧国際機��振動研�|所）社のエンジニアとADIのエンジニアが2013�Qに出会い、IMVが��要なセンサの要求を伝えると、その3�Q後にはADIは高周�S�官�の加�]度センサ「ADXL 100X」シリーズを紹介した。さらにその半�Q後の2017�Q5月にADIは「ADXL 1001/1002」をリリースした。
ADXL 1001/1002は、1軸��(sh┫)向の振動を検出する加�]度センサで、いずれも応答できる周�S数はDC〜11kHzと広い。���Rできる加�]度の�J(r┬n)囲はADXL 1001が± 100g、振動雑音が30µg/ √ Hz以下、ADXL1002は± 50g、同25µg/ √ Hz以下である。IMVが使ったのはADXL 1002である。ここで、gは�_��加�]度を��(j┤)す。
IMVは、開発されたADXL 1002をプリント�v路基��に実�△�(図3)、振動させると、基���屬廼�振が��こり使える周�S数が狭くなり、5kHzにピークが見られた。プリント基��の振動周�S数が5kHzだった。そこで、基��をねじ�Vめする�Хe点�ZくにMEMSセンサを実�△垢襪覆匹��敢�を施すことによってプリント基��の共振を�Vめることができ、新����振動ピックアップ「VP-8021A」を開発できた。
図3 プリント�v路基��への実�△砲篭�振に�R�T 出�Z：IMV
小型で高周�S数振動も�R定できる振動ピックアップ(センサ)を?y┐n)���化したことでIMVは、IoTを使ったいろいろな機械設�△�����に使えるようになると期待は�j(lu┛)きい。例えば、�噞機械で使われるPLC（Programmable Logic Controller）の振動センサとして販売しようとIMVは考えている。食��機械にも予��(m┬ng)保��のセンサが��けられるようになり、振動センサとしての����は極めて広がると期待する。
振動センサのコアとなる1軸加�]度センサA(ch┳)DXL 1001/1002の価格は1000個�P(gu─n)入の場合で29.61��(sh━)ドルなので、振動センサ1個の価格は未定だが、1〜3万��なら普及できるとIMVは�O信満々である。
