Технические средства анализа вибрации. Общие требования

Содержание

Общая структура систем измерения и анализа вибрации, будь то технические средства вибрационного контроля, мониторинга или диагностики, включает в себя первичные измерительные преобразователи, согласующие устройства, линии связи, собственно средства анализа, базу данных (в простейшем случае - пороговые устройства) и средства (программы) обработки информации (рис 1).

Рис.1. Структурная схема системы измерения и анализа вибрации: ИП – измерительные преобразователи; УС – устройство согласования; АН – анализатор; БД – база данных; СОИ – средства обработки информации

Современные информационные технологии, составной частью которых являются измерения и анализ различных процессов, развиваются в направлении широкого использования цифровой техники. Поэтому в средствах измерения и анализа вибрации аналоговыми устройствами обычно остаются лишь измерительные преобразователи, да и в их состав все чаще включается аналого-цифровые преобразователи (АЦП), а дальнейшая передача цифровых сигналов в средства анализа (компьютеры) производится как по проводным, так и беспроводным линиям связи.

В зависимости от задач, решаемых с помощью средств измерения и анализа вибрации, к ним предъявляются различные технические требования. Существующие средства можно разделить на несколько классов, а именно:

• средства допускового контроля и аварийной защиты;
• средства вибрационного мониторинга и мониторинга состояния по вибрации;
• средства вибрационной диагностики;
• исследовательские приборы и системы.

К входу средств измерения и анализа вибрации подключаются измерительные вибропреобразователи, причем чаще других применяются пьезоэлектрические преобразователи виброускорения (акселерометры), оптические (лазерные) преобразователи виброскорости и вихретоковые преобразователи относительного виброперемещения (проксиметры). Кроме них для обеспечения синхронных видов анализа вибрации и отслеживания режимов работы объекта контроля часто используются оптические или вихретоковые датчики оборотов, датчики тока (напряжения) электрических машин. Технические требования к измерительным вибропреобразователям приводятся в литературе [25], необходимость использования и характеристики датчиков оборотов и тока (напряжения) определяются в рамках постановки конкретной задачи.

Для связи вибропреобразователя со средствами анализа используются линии проводной или беспроводной связи и согласующие устройства. В простейшем случае это предварительные усилители сигнала. Так, для пьезоэлектрических акселерометров в зависимости от характеристик линии связи могут использоваться предварительные усилители напряжения, заряда или тока, причем достаточно часто для обеспечения высокой помехоустойчивости средств измерения и анализа вибрации, особенно многоканальных, предварительные усилители встраиваются в один корпус с акселерометром. В более сложных случаях согласующее устройство может выполнять функции предварительной фильтрации сигнала, в том числе антиалайзинговой, коммутации линий связи, преобразования сигнала в цифровую форму, а также ряд других.

Большинство требований предъявляется не к отдельным элементам устройств измерения и анализа вибрации, а к приборам или системам в целом. Чаще всего эти требования могут определять:

• основные виды анализа и контролируемые параметры вибрации;
• динамический и частотный диапазоны измерения и анализа;
• линейность отдельных операций и параметров прибора (системы);
• скорость выполнения операций анализа и время принятия решений;
• количество параллельных каналов измерения и анализа;
• помехоустойчивость и надежность;
• ресурс и ремонтопригодность.

Собственно анализатор является основой любого средства измерения и анализа вибрации, может представлять собой компьютер с программой анализа сигналов или независимое устройство. В последнем случае к анализатору предъявляются требования по характеристикам входных и выходных сигналов.

Содержание