Аннотация
Проведен анализ систем виброакустической диагностики. Получено, что наибольший практический интерес представляют датчики вибрационных ускорений (акселерометры) из класса электромагнитных преобразователей, предназначенные для измерения низкочастотных динамических процессов. Предложен новый вариант электродно-индуктивного датчика виброускорения соленоидного типа с упругим подвесом инерционного элемента для измерения низкочастотных динамических процессов. Пред-ставлены вариант конструктивного исполнения вибродатчика и его электрическая схема замещения, а также рассмотрен принцип работы вибродатчика. Информативным параметром датчика, на который воздействуют внешние механические колебания, является величина глубины введения якоря-плунжера в полость его измерительной катушки. Для обработки измерительной информации используется мостовая схема, причем в качестве вспомогательных плечевых элементов этой схемы используются емкостные элементы, являющиеся составной частью конструкции самого датчика, что обеспечивает высокий уровень инвариантности к дестабилизирующим факторам. При этом используется резонансный режим возбуждения измерительных катушек, что обеспечивает высокую чувствительность датчика в целом. Выполнено аналитическое описание основных физических процессов, которые определяют новизну рассматриваемого технического решения. Предложено использовать дополнительное пре-образование информационного сигнала с датчика в виде квадратурного детектирования посредством синхронного детектора.
Ключевые слова
Вибродатчик, измерительная катушка, инерционный элемент, упругий подвес, межвитковая емкость обмотки, конденсаторы связи измерительных катушек с напряжением питания, мостовая измерительная схема, резонанс, квадратурное детектирование.
1. Вибродиагностика / Розенберг Г.Ш., Мадорский Е.З., Голуб Е.С., Виницкий М.Л., Неелов А.Н., Поросенков Ю.В., Таджибаев А.И. СПб.: ПЭИПК, 2003. 284 с.
2. Adams M.L. Rotating Machinery Vibration: From Analysis to Troubleshooting. CRC Press, Taylor & Francis Group, 2010. 476 p.
3. Абрамов И.Л. Вибродиагностика энергетического обо-рудования. Кемерово: КузГТУ, 2011. 81 с.
4. Барков А.В., Баркова Н.А. Вибрационная диагностика машин и оборудования. Анализ вибрации. СПб.: СПбГМТУ, 2004. 156 с.
5. Костюков В.Н., Науменко А.П. Практические основы виброакустической диагностики машинного оборудования. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2002. 125 с.
6. Manik D.N. Vibro-Acoustics: Fundamentals and Applica-tions. CRC Press, Taylor & Francis Group, 2017. 487 p.
7. Girdhar P. Practical Machinery Vibration Analysis and Pre-dictive Maintenance. Elsevier, 2004. 255 p.
8. Петрухин В.В., Петрухин С.В. Основы вибродиагностики и средства измерения вибрации. Вологда: Инфра-Инженерия, 2010. 168 с.
9. Костюков В.Н., Науменко А.П. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. 360 с.
10. Современные методы и средства вибрационной диагностики машин и конструкций / Ф.Я. Балицкий, М.Д. Генкин, M.A. Иванова, А.Г. Соколова, Е.И. Хомяков // Научно-технический прогресс в машиностроении. М.: Междунар. центр науч. и техн. информ., ИМАШ им. А.А. Благонравова АН СССР, 1990. Вып. 25. 115 с.
11. Karimi H. Vibration Control and Actuation of Large-Scale Systems. Academic Press, 2020. 398 p.
12. Landau I.D., Airimioaie T.B. Adaptive and Robust Active Vibration Control: Methodology and Tests. New York: Springer, 2017. 405 p.
13. Балицкий Ф.Я., Барков А.В., Баркова Н.А. Неразрушающий контроль. Виброакустическая диагностика: справочник. М.: Машиностроение, 2005. 829 с.
14. Юркевич В.В., Схиртладзе А.Г. Надёжность и диагностика технологических систем. М.: Издательский центр «Академия», 2011. 304 с.
15. Чичков Б.А. Вибродатчики и микроэлектромеханические системы мобильных устройств, как их аналоги, для оценки вибросостояния роторных машин // Научный Вестник МГТУ ГА. 2016. Т. 19, № 1. С. 120-125.
16. Опыт применения автоматизированных стационарных систем виброконтроля и вибродиагностики / Е.Н. Ишметьев, А.Н. Панов, А.В. Романенко, Е.Ю. Васильев, С.М. Коробейников // Электротехнические системы и комплексы. 2014. № 1(22). С. 56-59.
17. Беляев А.О. Интеллектуальный датчик виброскорости с аналоговым интегратором и цифровой коррекцией // Известия ЮФУ. 2008. № 2 (79). С. 130-135.
18. Федотов А.В. Теория и расчет индуктивных датчиков перемещений для систем автоматического контроля. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. 176 с.
19. Конюхов Н.Е., Медников Ф.М., Нечаевский М.Л. Электромагнитные датчики механических величин. М.: Машиностроение, 1987. 256 с.
20. Цикерман Л.Я., Котляр Р.Ю. Индуктивные преобразова-тели для автоматизации контроля перемещений. М.: Машиностроение, 1966. 112 с.
21. Куликовский Л.Ф. Индуктивные измерители перемещений. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1961. 280 с.
22. Бибер Л.А., Жданова Ю.Е. Низкочастотные маятниковые виброметры. М.: Энергия, 1980. 64 с.