Технические средства анализа вибрации. Многоканальные анализаторы для исследования вибрации
Содержание
Измерения и анализ вибрации машин и оборудования необходимы не только для выполнения конкретных работ по вибрационному контролю, по мониторингу параметров вибрации и состояния или по диагностике причин изменения состояния. Достаточно часто требуется проводить виброобследовние объектов разной сложности для решения других задач, таких как поиск источников вибрации, анализ собственных колебаний механических объектов и конструкций, вибрационное сопровождение работ по наладке оборудования, и других.
Для выполнения такого рода работ необходим многоканальный анализатор вибрации, тока и других широкополосных сигналов, проводящий синхронные измерения всех принимаемых сигналов, их запись в память и последующий анализ записанных сигналов в выбранные моменты времени и по выбранным алгоритмам.
Такие анализаторы выпускаются более десятка лет, однако современное состояние цифровой измерительной и вычислительной техники позволяет вывести технологии многоканального анализа сигналов, и не только вибрации, в частотном диапазоне до 100кГц, на новый уровень, обеспечивая десятки видов анализа в режиме онлайн, выполняемых параллельно для сигналов, синхронно измеряемых в разных точках контроля.
Ограничения возникают только на этапе визуализации и восприятия человеком всей параллельно получаемой информации, но и эта задача может решаться автоматически, путем запоминания в базе данных всей информации и использования алгоритмов автоматического обобщения запомненной информации для представления ее оператору в доступном для освоения в онлайн режиме. Простейшим из алгоритмов такого обобщения является вывод на экран монитора не всех результатов измерения уровня вибрации в большой группе точек, а максимального с указанием номера точки.
Простейшим из онлайн анализаторов нового поколения можно считать четырехканальный виртуальный анализатор ВАС производства Ассоциации ВАСТ, приведенный на рис.11.
![Четырехканальный виртуальный анализатор сигналов ВАС](/images/Obzori_analiz_publikacii/Sredstva_analiza_vibracii/Analizator_VAS.png)
Рис.11. Четырехканальный виртуальный анализатор сигналов ВАС производства Ассоциации ВАСТ. Включает в себя 4 датчика виброускорения, датчик оборотов, модуль преобразования аналоговых сигналов в цифровой поток (МЦП) и компьютер с программным обеспечением для онлайн анализа.
В результате исследований типовых требований заказчиков анализаторов вибрации из разных отраслей промышленности были составлены основные требования к многоканальному анализатору и выполняемым им видам параллельного анализа:
Требования к анализатору:
1. Количество каналов – не менее четырех.
2. Используемые датчики – вибрация, ток (напряжение), частота вращения
3. Диапазон напряжений на входе МЦП до ± 5В
4. Частотный диапазон измеряемых сигналов:
-
вибрация: 0,5Гц – 50кГц
-
ток (напряжение): 0-10000Гц
-
частота вращения: 1 -20000об/мин
5. Динамический диапазон измерений – 100-120дБ
6. Нелинейность – не более минус 80дБ
7. Взаимовлияние каналов: - не более минус 90дБ.
Требования к видам параллельного анализа сигналов:
1. Виды анализа и коэффициент преобразования устанавливаются независимо для каждого канала (исключая канал измерения частоты вращения)
2. Величина виброскорости и виброперемещения в стандартной полосе частот
3. Параллельная фильтрация перекрывающимися по частоте полосовыми фильтрами с построением огибающей выделенных компонент
4. Широкополосный (третьоктавный) и узкополосный спектральный анализ
5. Узкополосный спектральный анализ огибающей вибрации
6. Анализ формы колебаний на разных частотах (амплитудно-фазовый и взаимный спектральный анализ)
7. Анализ собственных колебаний (спектры и затухание)
8. Анализ совокупной по всем (или группе) каналов мощности вибрации объекта в целом на разных частотах
Практически все указанные виды анализа проводятся в простейшем анализаторе параллельно и в режиме онлайн. Отображение результатов анализа выводится в графические окна, одна часть из которых может показываться одновременно на экране монитора, другая часть скрыта в закладках и выводится на экран путем перехода к соответствующей закладке
Анализатор позволяет записывать в соответствующие файлы программы первичные сигналы и результаты из непрерывного анализа, обновляемого от 8 раз в секунду. Команды начала и окончания записи вводятся с клавиатуры компьютера вручную. Все переключения графических окон и временная остановка отображения для его подробного анализа не нарушают процессов записи сигналов и/или результатов анализа.
В качестве дополнительной опции для данного анализатора разработана программа балансировки роторов машин на месте их эксплуатации как на стабильных, так и на нестабильных (при пучке и выбеге) частотах вращения ротора.