Дірілді өлшеу әдістері (Реферат)

Дірілдік параметрлерді өлшеудің екі түрлі әдістік топтары бар: контактілік (зерттеліп жатқан объекті мен датчиктің механикалық байланысын туындатушы) және контактілік емес ( механикалық байланыс объектісімен байланыссыз).

Контактілік әдістер. Вибрацияны өлшеудің ең қарапайым әдістерінің бірі пъезоэлектрлік датчик көмегі арқылы. Бұл вибрацияның үлкен амплитудаларының қатынасына және төменгі жиілікті диапазонда жоғары дәлдікпен өлшеуге мүмкіндік береді. Алайда өзінің жоғары инертілігінен сигналдың формасын қажап, аз амплитуданың және жоғары жиіліктің вибрациясының өлшенуін икемсіз етеді. Одан басқа егер зерттеліп отырған объектінің массасы кезекті, ал оның инерттілігі аз боласа, онда мұндай датчик дірілдің сипаттамасына айтарлықтай әсер етеді, сәйкесінше өлшеудің қателігі айқын көрінеді.

Бұл кемшіліктер ашық резонатор әдісін ысыруға мүмкіндік береді. Әдістің мәні зерттелініп отырған объектінің сәйкесінше вибрациясы өзгеретін аса жоғары жиілікті резонатордың праметрлерін өлшеу болып табылады. Резонатордың екі айнасы бар: бірі фиксирленген, екіншісі зерттелініп отырған объектімен механикалық байланысты. Вибрацияның аз амплитуда кезінде ауысуларды тіркеу амплитудалық әдіспен жүргізіледі; егер өтпелі схемада резонатор қосылған болса шығыс қуатын өзгерту арқылы, ал егер соңғы қосылу қолданылған болса қуаттың айнадан көрінуі арқылы орындалады. Өлшеудің бұл әдісі резонаторға жақын әрі жиіліктің қозуының жоғары біртектілігі бар қуаттың тұрақтылығын талап етеді.

Вибрацияның үлкен амплитуда жағдайында асқан дәлдікпен орындалатын резонансты жиіліктердің ауысуы (ретсіз қозғалысы) тіркеледі. Дифракциялық жоғалту үлесін төмендету және қайырымдылық үлесін жоғарылату үшін сфералық айналар пайдаланылады. Әдістің рұқсат етілген қабілеттілігі 3 микрометрді көрсетеді және жоғарыда сипатталғандармен салыстырмалы түрде аз инерцияланған болады. Дегенмен, егер айнаның салмақ үлесі принципиальды түрде зерттелініп отырған объектінің салмағынан аз болса әдісті қолдану өте тиімді.

Зерттеліп отырған объектімен датчиктің механикалық байланысы әрдайым орындала бермейді, сондықтан соңғы жылдары вибрациялық параметрлерді өлшеудің контактілік емес тәсіліне көп көңіл бөлінуде.

Вибрацияны өлшеудің контактілік емес әдісінің барлығы объектіні дыбыстық және электромагниттік толқындармен зондылау негізінде жасалады.

Соңғы өндірістің бірі — ультрадыбысты фазометрия әдісі. Ал мәні  зерттеліп отырған объектінің айнадағы әлпетінің ультрадыбысты жиілігінің тірек сигналы арқылы фаза айырмасының ағымдағы мәнін табу. Сезімтал элементтер ретінде пъезоэлектрлі керамика пайдаланылады.

Ультрадыбыс 240 кГц жиілікте: виброауысу өлшемінің сезімталдығы 10 мкм, 10-5*10 мкм диапазонда, 1,5 м арақашықтыққа дейін. 32 кГц жиілікте: сезімталдық 30 мкм, 2 м арақашықтыққа дейін. Зондыланатын сигналдың өсуімен сезімталдық артады.

Әдістің артықшылығы ретінде арзандығын, аппаратураның компактілігін, аз уақытта өлшенетінгін, жиілікті диапазонда төменгі шегараның жоқтығын, төменгі жиілікті вибрацияның асқан дәлдікпен өлшенуін көрсетсе болады. Кемшілігі ретінде ультрадыбыстың ауада қөп сөнуі, атмосфераға бағыныштылығы, вибрация жиілігін көбйеткенде өлшемнің нақтылығының төмендеуі.

Объектіні жарықпен зондылау негізіндегі әдістер ең көп таралған. Оптикалық әдістер екі топқа бөлінеді. Бірінші топқа Допплер эффектісін тіркеу негізіндегі әдістер енеді. Оның қарапайым түрі гармоникалық вибрацияның амплитудасы мен фазасын өлшеуге мүмкіндік беретін  гамодиннді әдіс. Бірақ оның көмегімен вибрация бойынша амплитудасы үлкен және гармоникалық емес сигналдарды ала алмаймыз. Бұл кемшіліктерді гетеродиннді әдісін пайдаланып жоюға болады. Дегенмен ол калибрлеуді қажет етеді және өлшеуіш аппарат көп қиындық туғызады.

Негізгі кемшіліктері болып табылатын әдістердің зерттелінетін объектінің сапасына талабы мол. Алайда екінші топты құрайтын олар голографиялық әдісті қолданғанда өз мәнінен айырылады. Голографиялық әдіс жоғары сапалы боғанымен, қымбат құрал-жабдықпен жасалады. Сонымен қатар өлшеу уақыты көпке созылады.

Дірілдеуші объектіні аса жоғары жиілікті резонатрға орналастыру резонаторлы әдістің негізі. Нәтижесінде резонатордың сипаттамасы өзгереді. Вибрация параметрлерін резонаторлы әдіспен контактілік емес өлшеу автогенератор режимінде орындалады. Мұндай жүйе автодиннді генератор немесе жай ғана автодин деп аталады.

Өлшегіш құралдар

Вибрацияны ИВПА-07 жолақты анализаторымен өлшеу

Құрылғы пайдаланушы өзі таңдап алатын жиілік жолағында виброжылдамдықтың орташа квадратталған мәнін анықтауға арналған. Құрылғының көмегімен агрегаттың вибрациялық күйін (вибрацияның жалпы деңгейін, төменгі жиілікті фильтрдің спектральді құрамын) бірінші анализін алуға болады.

Техникалық сипаттамалары:

Жиіліктің жұмыс диапазоны  10-1000 Гц;                            Виброжылдамдықтың ОКМ өлшеу диапазоны  0,5-50,0 мм/с;                 Жұмыс режимдері:                                                                                                    - 10-1000 Гц жиілік жолағындағы виброжылдамдық ОКМ-і;                              - (300-1000 Гц) жоғары жиілік аймағындағы виброжылдамдықтың ОКМ-і;  Құрылғының жалпы салмағы 150 г., датчик салмағы 60 г.

Төменде тар жолақты фильтрдің виброжылдамдығын табу көрсетілген. Тірек турбинасы—Т250 /300-240 Харьк овтік ТЕЦ-5.

Вибрацияны бақылау жүйесі ВБЖ-301-4С

Қолдануы. Вибрацияны бақылау жүйесі ВБЖ-301-4С құрылғының вибрация параметрлерін төрт сандық канал бойынша бақылауға және оны релейлі шығыс сигналына айналдыруға арналған. Тіпті, қорғау жүйелері мен насос сигнализациясында, компрессорларда және басқа да технологиялық құрылғыларда көптен-көп  түрлі реттерде кең пайдаланады.                                                                              

Жұмыс істеу принципі. Вибрация датчигі механикалық тербеліске айналады. Соң электрлі тербеліске прапорционалды болады. Бұл сигналдар датчиктің ішкі микроконтролер кірісіне беріледі. Сол жерде олар фильтрленеді, күшейеді және әр екі перпендикулярлы оське қатысты виброжиілікке, үдеуге прапорционалды сигнал ретінде тіркеледі. Ішкі АСТ ( аналогты-сандық түрлендіргіш) сәйесінше аналогты сигналды сандық сигналға түрлендіреді. Техникалық сипаттамалары: -вибрация датчигінен шыққан сандық сигналды қабылдайды және өңдейді; вибрация параметрлері жайлы кез-келген канал арқылы ЖК дисплейге ұсынады және т.б.

Жоғарыда ВДС-301 вибрация датчигінің СМК-302-2-4С контролеріне қосылу схемасы көрсетілген; 

Мобильді виброөлшегіш ИВ-301

Негізгі қызметтері. Мобильді виброөлшегіш аз көлемді, функционалды өлшеуіш құрал. Өлшеуге және сұйықкриссталды индикаторда вибрацияның негізгі параметрлері  виброжиілік, виброжылдамдық, виброүдеу, виброауысуды көрсетуге (айнадан) арналған. Яғни ең бастапқы қызметі параметрлерді өлшеп көрсету. Бұл құрылға да ВБЖ-301-4С сияқты қызметтерге арналған болуы мүмкін.

                                                МИБ-301 блогының габаритті өлшемі (схемасы)

ИВ-301 механикалық тербелісті электрлі сигналға айналдырғыш микропроцессормен ерекшеленеді. ДВЦ-301 датчигі ( ИВ-301 ішінде) механикалық тербелісті өзіне прапорционалды электрлі сигналға өңдейді. Бұл сигналдар микроконтролердің ішкі кірісіне беріледі. Сол жерде вибрацияның әрекет осьіне байланысты үдеуге, виброжиілікке прапорционалды сигнал ретінде өңделеді. Ішкі АСТ сәйкесінше аналогты сигналды сандық сигналға айналдырады. Датчиктің шығысындағы сандық сигналдар «MODBUS - RTU» протоколы мен RS-485 интерфейсі арқылы төртөткізгішті байланыс сызығы арқылы микропроцессорлы МИБ-301өлшеу блогына беріледі. Қондырғы екі перпендикуляр ось, яғни X және Y осьтерімен сұйық кристалл дисплейде вибрацияның параметрлерін виброүдеу, виброауысу, виброжылдамдық, жиілікті шынайы уақыт режимінде көрсетеді. Осылайша циркуляция арқылы құрал өлшеуді жүргізіп отырады.