636334305701249121 (1217240), страница 8
Текст из файла (страница 8)
49 При воздействии силы (при растяжении, сжатии или сдвиге)пьезоэлектрический материал 49 образует электрический заряд, пропорциональнодействующий силе на его поверхностях, к которым прикреплены электроды.Пьезоэлемент практических акселерометров выполнен так, что привозбуждении механическими колебаниями масса, создаваемая в корпусеакселерометра, воздействует на него силой, пропорциональной ускорениюмеханических колебаний.На частотах намного меньших частоты общей системы масса — пружинаускорение массы акселерометра 41 аналогично ускорению его основания, и, 41 такимобразом, электрический сигнал передаваемый акселерометром, пропорционаленускорению механических колебаний действующих на него.Рисунок 4.6 Конструкция пьезоэлектрического акселерометра.Плюсы пьезоакселерометров:широкий диапазон частот;маленький вес;высокая чувствительность.Минусы:ограниченный диапазон частот;нельзя применять без проверки резонансных свойств;относительно высокая стоимость.Ёмкостные датчики вибрации.Ёмкостные датчики определяют присутствие различных материалов, дажечерез препятствия.
Ёмкостные датчики очень хорошо используются вразличных областях благодаря ряду плюсов:отсутствие механического износа;обнаружение жидкостей и сыпучих материалов;обнаружение неметаллических предметов;бесконтактное обнаружение объекта.Стандартные емкостные датчики изготовлены из усилителя,коммутационной схемы и RC-цепочки (рис. 4.7), которая являетсячувствительным объектом датчика.
Этот элемент состоит из двух электродов,расположенных наподобие конденсатора относительно друг друга (рис. 4.8).Электроды A и B раcположены в контуре обратной связи высокочастотногогенератора. Если отсутствуют объекты в области действия поля электродовемкость датчика и амплитуда колебаний показывают низкое значение. Еслиобъект приближается к чувствительной части датчика, емкость увеличивается, ачастота колебаний генератора уменьшается.Рисунок 4.7. Конструкция емкостного датчика.Рисунок 4.8.
Конструкция чувствительного элемента емкостного датчикаВ нашем случае используется пьезоэлектрический акселерометр в качестведатчика вибрации, он преобразует виброускорение в электрический заряд.Число индуцируемого в датчике заряда очень низкое, а выходное сопротивлениепьезоэлемента очень велико, для этого на выходе датчика используетсяпредварительный усилитель заряда, который либо встроен в корпус датчика,либо помещен на сигнальном (аналоговом) входе анализатора вибраций.Обычно в качестве датчика частоты вращения используется оптический илитоковихревой датчик, который подключается к цифровому входувиброанализатора.Сигналы по кабелям с выхода датчиков вибрации и оборотов передаются ввиброанализатор.
Если необходимо подсоединить к вибро-анализаторунесколько датчиков вибрации или датчиков скорости, они подсоединяются черезэлектронные переключатели. Сигналы на входе коммутатора должны бытьсильными, поэтому датчики вибрации, которые используются вместе скоммутаторами, должен быть встроен предусилитель в датчик. В некоторыхтипах вибродатчиков используется впаенный предусилитель напряжения, вдругих – предусилитель IСР с токовым выходом. Для всех типов датчиковтребуются разные типы переключателей.На приведенном ниже рисунке показано: общий вид датчиков вибрации совстроенными предусилителями, датчик оборотов и коммутатор на 8-16 датчиковвибрации. На входе виброанализатора можно напрямую подключить до 2хкоммутаторов и до 8 датчиков в каждом из них.Рисунок 4.9 Общий вид датчиков вибрацииДля анализа сигналов вибрации используются вибрационные анализаторы.Основными типами анализа, которые производят этими приборами, являютсячастотный и спектральный анализ сигнала.
В редких случаях пользуютсядвухканальными приборами с парой параллельно анализируемыми сигналами.Такие устройства могут дополнительно измерять форму колебаний наплоскости и взаимные диапазоны вибрационных сигналов, но этидополнительные операции анализа обеспечиваются 23 резким усложнениемприбора со всеми вытекающими из этого последствиями. Во многих случаях,когда необходим 23 хороший анализ вибрации, отличным решением являетсяподключение большого количества датчиков вибрации и других сигналов кодному входу анализатора через контролируемый коммутатор и затемвыполнение последовательного анализа сигналов.Анализатором 23 вибраций может стать любой анализатор 23 электросигналов,когда электрически согласованный с ним сигнал подается на вход анализатора свыхода вибродатчика.
Также можно использовать и виртуальный анализатор,выполняемый на базе персонального компьютера с устройством преобразования 23аналогичного сигнала в цифровую форму на входе компьютера. 23 Основнаяпроблема использования таких анализаторов – 23 их метрологическая аттестация.В 23 настоящее время лучшим российским анализатором вибрации являетсяанализатор типа СД-21. Это небольшой анализатор электрических сигналов, 30который готов к работе в промышленных условиях.
30 Устройство оснащенодвухканальным 24-разрядным АЦП.Рисунок 4.10 Виброанализатор СД-21В вибрационном анализаторе СД-21 имеется 2х канальный 24х битныйсигма-дельта АЦП. Прибор поставляется в легком металлическом корпусе иимеет хорошую защиту от воздействий окружающей среды (защита от пыли ивлаги). Источником питания для анализатора вибраций СД-21 являетсяаккумулятор. Для измерения параметров вибрации могут использоватьсяразличные преобразователи вибраций, разных типов и различного исполнения.Токоизмерительные щипцы применяются при измерении параметровэлектрического тока. Для многоканальных измерений прибор можеткомплектоваться 16-ти канальным быстродействующим коммутатором, спомощью которого можно измерять амплитуды и фазы на выбеге по 2-мгармоникам и по любому количеству каналов.
Также имеется прибор СД-21В,он применяется во взрывоопасных помещениях. Этот прибор имеет степеньвзрывозащиты 1ExibIICT4Х.Виброанализатор СД-21 двухканальный цифровой виброметр, сборщикданных и анализатор, который позволяет проводить измерения для диагностикии мониторинга.уровни вибрации в полосах, предусмотренных ГОСТ и другойдокументациейвременной сигнал (режим осциллографа)автоспектрыдиапазоны огибающие компонент сигнала, выделяемые фильтрамичастоту и скорость вращенияфаза и амплитуда сигнала на частоте вращениязапись длительного сигнала, ограниченного по времени только объемомсвободной памятиБалансировку роторов:балансировка по коэффициентам влияниядо 8-ми точек контроляпрограммы для распределения балансировочных массвыбор направления увеличения фазы и угла установки корректирующихмассконтроль правильности результатов по числу дисперсии сигналасопряжение результатов измерения фаз с приборами, имеющими сдвигфазыконтроль в процессе измерения сигнала с датчика оборотовформирование протоколов балансировкиРегулировка вибрации:амплитудно-фазочастотные характеристики при запуске или свободномходе машины (до 16-ти каналов измерения)анализ резонансов, возбуждаемых ударом, определение 65 декрементов ичастот затухания собственных колебанийрасчет 65 параметров для проведения центровки валов по результатамизмерений с 65 помощью индикаторов или щупов.Аналоговый вход рассчитан на прием сигнала в диапазоне частот от О до25,6 кГц.
30Зона измерения напряжения от ±1 мкВ до ±3 В (размах сигнала).Для подключения датчиков 30 разных физических величин используетсясогласующее устройство. Для каждого 23 вида датчика такое устройство имеетсвои характеристики. Так, для датчиков вибрации может использоваться один изтрех видов таких устройств:- усилитель заряда (для пьезоакслерометров с зарядовым выходом,частотный диапазон 0,5 Гц - 25,6 кГц);- усилитель напряжения (для 23 пьезоакселерометров со встроеннымусилителем напряжения, частотный диапазон 2 Гц -25,6 кГц);- 30 IСР- 23 адаптер (для пьезоакселерометров со встроенным усилителем постандарту ICP, частотный диапазон 0,5 Гц - 25,6 кГц).
30На вход 23 анализатора могут быть подсоединены и датчики тока (напряжения)со своими согласующими устройствами, различные типы микрофонов и т.п.Согласующие устройства могут питаться как от внешнего источника, так и отсборщика данных. Предусмотрена возможность подключения несколькихсогласующих устройств через коммутатор до 16 каналов, управляемый отанализатора.4.2.5. 23 Программное обеспечениеВ качестве программного обеспечения применяем DREAM® for Windows.DREAM® применяется для массовой обработки данных для перехода к 21обслуживанию оборудования по состоянию:Вибрационный мониторингВибромониторинг по ГОСТ-ИСО 21 10816, 25364, 30576 и др.Анализ и тренды уровней вибрации, спектров, спектров огибающей,любых скалярных величин. 21Экстраполяция трендов, прогноз аварийных ситуаций.Установки любых типов порогов на вибрациюАвтоматическая конфигурация параметров измерений по ГОСТам и 21конфигурации оборудования.Автоматическая диагностика и прогноз состоянияПервая в мире технология автоматической 21 диагностики с 1991г.Автоматическое конфигурирование параметров измерений поспецификации машины.Автоматическое определение типа и величины дефектовАвтоматический долгосрочный прогноз технического состояния 21оборудования, рекомендации по обслуживания, автоматическое планированиеремонтов и измеренийАвтоматизированные отчеты и интеграция в АСУТОиРСоздание отчетов в формате Microsoft Word, включая графики, таблицы, ит.п.Обмен информацией о состоянии, обслуживании и ремонтах машин иоборудования с АСУ ТОиР предприятия.DREAM® 21 позволяет проводить мониторинг и анализ 21 любых 47 вибрационныхпараметров и скалярных величин по желанию пользователя или требованиямдокументов.
Предлагается два способа 21 конфигурации. Описание параметровизмерений, или описание параметров машины (типов подшипников, редукторови т.п.) В последнем случае 21 DREAM автоматически сформирует все измерениянеобходимые для мониторинга и диагностики. Все измерения в системе могутбыть проанализированы с применением мощного графического пакета, 21включающего 47 анализ спектров (гармоник, боковых компонент, частотдефектов), временных сигналов (статистический анализ - интегральные идифференциальные 21 распределения, вычисление различных статистическиххарактеристик, пик фактора), 47 общих уровней.Для всех измерений возможна установка и редактирование произвольныхпорогов с текстовым и графическим отображением результатов.ИНТЕГРАЦИЯ В АСУ ТОиР ПРЕДПРИЯТИЯдефектации оборудования, подтверждение диагнозов.Схема проведения диагностики показана на рисунке 4.10.Рисунок 4.11.
Схема диагностики4.3 Выбор точек контроля вибрацииГлавным условием получения точного анализа является правильный выборточек и направлений контроля вибрации. При этом следует соблюдатьследующие основные правила: 34подшипниковая точка контроля вибрации должна находиться близко кместу действия нагрузки на подшипник;между точкой контроля и местом 34 образования высокочастотныхколебательных сил не должно быть контакта поверхностей и минимум резкихизменений сечения тех элементов подшипникового узла, 34 где распространяетсявысокочастотная вибрация;вибрация на низких и средних частотах измеряется только в направлениидействия статической нагрузки;место установки датчика должно быть ровным, зачищенным от краски игрязи, и покрыто консистентной смазкой.В 34 колесно-редукторных системах есть три типа узлов, точки контролявибрации 34 которые выбираются с учетом конструктивных особенностей узла инаправлений действия нагрузки.1 34 тип.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
