RU203751U1 - Vibration measuring device - Google Patents
Vibration measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- RU203751U1 RU203751U1 RU2020141358U RU2020141358U RU203751U1 RU 203751 U1 RU203751 U1 RU 203751U1 RU 2020141358 U RU2020141358 U RU 2020141358U RU 2020141358 U RU2020141358 U RU 2020141358U RU 203751 U1 RU203751 U1 RU 203751U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- windings
- sensitive element
- cylindrical magnet
- housing
- magnet
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
- G01H11/02—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by magnetic means, e.g. reluctance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для вибродиагностики технического состояния низкооборотных энергетических агрегатов гидроэлектростанций и их базовых конструкций.Устройство для измерения вибраций содержит корпус чувствительного элемента с размещенными в нем постоянным магнитом, находящимся в центрирующем устройстве, которое выполнено в виде двух закрепленных на внутренней поверхности корпуса кольцевых магнитов, расположение которых выполнено таким образом, что наружная поверхность каждого конца цилиндрического магнита и внутренняя поверхность кольцевого магнита, расположенного напротив этого конца, имели одноименные полюса, оптико-электронный датчик виброперемещений и электронный преобразовательный блок, включающий микроконтроллер, выполняющий функции дифференцирующего, интегрирующего звеньев и управления тока обмоток электромагнитной системы, усилитель тока, соединенный с обмотками электродинамической системы чувствительного элемента. Техническим результатом заявленного устройства является повышение надежности устройства и точности измерений при воздействии внешних факторов.The utility model relates to measuring equipment and can be used for vibration diagnostics of the technical condition of low-speed power units of hydroelectric power plants and their basic structures. The device for measuring vibrations contains a housing of a sensitive element with a permanent magnet located in it, located in a centering device, which is made in the form of two fixed on the inner surface of the housing of ring magnets, the arrangement of which is made in such a way that the outer surface of each end of the cylindrical magnet and the inner surface of the ring magnet located opposite this end had the same poles, an optoelectronic vibration displacement sensor and an electronic conversion unit, including a microcontroller that performs the functions of a differentiating , integrating links and controlling the current of the windings of the electromagnetic system, a current amplifier connected to the windings of the electrodynamic system of the sensitive element. The technical result of the claimed device is to increase the reliability of the device and the accuracy of measurements when exposed to external factors.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для вибродиагностики технического состояния низкооборотных энергетических агрегатов гидроэлектростанций и их базовых конструкций.The utility model relates to measuring equipment and can be used for vibration diagnostics of the technical condition of low-speed power units of hydroelectric power plants and their basic structures.
Известен вибрационный преобразователь, содержащий постоянный магнит, подвижную катушку с блоком управления перемещением ее в зазоре постоянного магнита, канал усиления и преобразования сигналов информации, электрический мост, состоящий из обмоток катушки и сопротивлений, в котором обмотки подвижной катушки включены в цепь регулятора тока в обмотках катушки, связанного с входом блока управления перемещением катушки, с целью расширения частотного диапазона (А.с. 758032, М. Кл. G01V 1/16, 25.08.80).Known is a vibration transducer containing a permanent magnet, a moving coil with a control unit for moving it in the gap of a permanent magnet, a channel for amplifying and converting information signals, an electric bridge consisting of coil windings and resistances, in which the windings of the moving coil are included in the current regulator circuit in the coil windings connected to the input of the coil movement control unit, in order to expand the frequency range (AS 758032, M. Cl.
Недостатком данного устройства является то, что встречное соединение обмоток катушки и их смещенное положение относительно поперечного сечения магнитного поля в его одном зазоре не создает линейности функции преобразования величины перемещения обмоток в магнитном поле в выходной сигнал преобразователя, а также не обеспечивает глубину смещения собственной частоты резонанса подвижной системы в область низких частот.The disadvantage of this device is that the opposite connection of the coil windings and their displaced position relative to the cross-section of the magnetic field in its one gap does not create linearity in the function of converting the magnitude of the displacement of the windings in the magnetic field into the output signal of the converter, and also does not provide the depth of displacement of the natural frequency of the resonance of the mobile systems to low frequencies.
Известно устройство электродинамического сейсмоприемника, содержащее постоянный магнит, подвижную катушку с обмоткой, подвешенной на пружинах в его зазоре, и электронный преобразовательный блок. Его подвижная катушка снабжена дополнительной магнитной массой, расположенной в поле постоянного магнита, и датчиком ее положения в магнитном зазоре и относительно корпуса, выход которого через электронный преобразовательный блок соединен с обмоткой подвижной катушки и выходом сейсмоприемника, чем достигается получение сигнала, пропорционального виброперемещению, и частичное смещение его механического резонанса в область низких частот и обеспечивается независимость его ориентации по отношению к вертикали (А.с. 855580, М. Кл. G01V 1/16, 15.12.81).Known is an electrodynamic seismic receiver device containing a permanent magnet, a moving coil with a winding suspended by springs in its gap, and an electronic transducer unit. Its moving coil is equipped with an additional magnetic mass located in the field of a permanent magnet, and a sensor for its position in the magnetic gap and relative to the housing, the output of which is connected through an electronic transducer unit to the winding of the moving coil and the output of the seismic receiver, thereby obtaining a signal proportional to vibration displacement, and partial the shift of its mechanical resonance to the low frequency region and the independence of its orientation with respect to the vertical is ensured (AS 855580, M. Cl.
Недостатком данного устройства является то, что величина компенсации сил упругости пружин подвеса катушки и датчика ее виброперемещения не регулируется электронным преобразовательным блоком, а регулируется в процессе изготовления позиционно вращением установочного винта. Такая компенсация не обеспечивает устойчивой работы сейсмоприемника и линейности его амплитудно-частотной характеристики в области низких частот.The disadvantage of this device is that the amount of compensation of the elastic forces of the coil suspension springs and the sensor of its vibration displacement is not regulated by the electronic transducer unit, but is regulated in the manufacturing process by positional rotation of the adjusting screw. Such compensation does not provide stable operation of the seismic receiver and the linearity of its amplitude-frequency response in the low-frequency region.
Наиболее близким решением является устройство для измерения вибраций, содержащее корпус чувствительного элемента, с размещенными в нем постоянным магнитом, закрепленным на центрирующих пружинах, катушкой с обмотками электродинамической системы чувствительного элемента, звено регулирования тока обмоток электродинамической системы чувствительного элемента, оптико-электронный датчик виброперемещений магнита с цифровым выходом, микроконтроллер, реализующий интегрирующее и дифференцирующее звенья, цифроаналоговый преобразователь и усилитель тока. (П.М. 95832 РФ, МПК G 01 H 11/02/ 10.07.2010).The closest solution is a device for measuring vibrations, containing a body of a sensitive element, with a permanent magnet placed in it, fixed on centering springs, a coil with windings of the electrodynamic system of the sensitive element, a link for regulating the current of the windings of the electrodynamic system of a sensitive element, an optoelectronic sensor of vibration displacements of a magnet with digital output, microcontroller that implements integrating and differentiating links, digital-to-analog converter and current amplifier. (P.M. 95832 RF, IPC G 01
Недостатком данного устройства является то, что использование центрирующих пружин для закрепления постоянного магнита, ограничивает точность измерительного устройства, а именно сухое трение увеличивает порог чувствительности, а пружина с постоянной жесткостью, работающая параллельно с электромагнитным подвесом ограничивает частотный диапазон устройства и возможности его регулирования.The disadvantage of this device is that the use of centering springs for fixing a permanent magnet limits the accuracy of the measuring device, namely dry friction increases the sensitivity threshold, and a spring with constant stiffness, operating in parallel with an electromagnetic suspension, limits the frequency range of the device and the possibility of its regulation.
Задачей полезной модели является создание измерительного устройства с улучшенными метрологическими характеристиками c возможностью управления частотным диапазоном в более широких пределах.The task of the utility model is to create a measuring device with improved metrological characteristics with the ability to control the frequency range over a wider range.
Техническим результатом заявленного устройства является повышение надежности устройства и точности измерений при воздействии внешних факторов.The technical result of the claimed device is to increase the reliability of the device and the accuracy of measurements when exposed to external factors.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для измерения вибраций, содержащее корпус чувствительного элемента с размещенными в нем постоянным цилиндрическим магнитом, находящимся в центрирующем устройстве внутри катушки с обмотками электродинамической системы чувствительного элемента, оптико-электронным датчиком виброперемещений, и электронный преобразовательный блок, включающий микроконтроллер, выполняющий функции дифференцирующего, интегрирующего звеньев и управления тока обмоток электромагнитной системы, усилитель тока, соединенный с обмотками электродинамической системы чувствительного элемента, причем центрирующее устройство цилиндрического магнита выполнено в виде двух закрепленных на внутренней поверхности корпуса кольцевых постоянных магнитов, расположенных таким образом, что наружная поверхность каждого конца цилиндрического магнита и внутренняя поверхность кольцевого магнита, расположенного напротив этого конца цилиндрического магнита, имеют одноименные полюса. The specified technical result is achieved by the fact that a device for measuring vibrations, comprising a housing of a sensing element with a permanent cylindrical magnet placed in it, located in a centering device inside a coil with windings of an electrodynamic system of a sensing element, an optoelectronic vibration displacement sensor, and an electronic conversion unit including a microcontroller , performing the functions of differentiating, integrating links and controlling the current of the windings of the electromagnetic system, a current amplifier connected to the windings of the electrodynamic system of the sensitive element, and the centering device of the cylindrical magnet is made in the form of two annular permanent magnets fixed on the inner surface of the housing, arranged in such a way that the outer surface each end of the cylindrical magnet and the inner surface of the ring magnet located opposite this end of the cylindrical magnet have the same name poles.
Указанное отличие за счет использования магнитного подшипника позволяет исключить сухое трение вследствие отсутствия прямого соприкосновения между подвижным цилиндрическим магнитом и другими частями чувствительного элемента и значительно уменьшить порог чувствительности, а отсутствие жесткой пружины позволит управлять частотным диапазоном в более широких пределах за счет использования электромагнитного взаимодействия между обмотками электродинамической системы и постоянного цилиндрического магнита чувствительного элемента.The specified difference due to the use of a magnetic bearing makes it possible to exclude dry friction due to the absence of direct contact between the movable cylindrical magnet and other parts of the sensitive element and significantly reduce the sensitivity threshold, and the absence of a rigid spring will allow controlling the frequency range over a wider range due to the use of electromagnetic interaction between the electrodynamic windings. system and a permanent cylindrical magnet of the sensing element.
Устройство для измерения вибраций изображено на: фиг. 1 –конструкция чувствительного элемента; на фиг. 2- блок-схема заявленного устройства.The vibration measuring device is shown in FIG. 1 - design of the sensitive element; in fig. 2 is a block diagram of the claimed device.
Устройство для измерения вибраций содержит чувствительный элемент 1 (фиг.1) и электронный преобразовательный блок 2 (фиг.2). Корпус 3 чувствительного элемента 1 с размещенным в нем цилиндрическим постоянным магнитом 4, находящемся внутри двух жестко закрепленных в корпусе чувствительного элемента 3 кольцевых постоянных магнитов 5, с возможностью перемещения относительно оси OZ жестко закрепленной в корпусе чувствительного элемента 3 неподвижной катушки 6 с обмотками 7. Расположение магнитов выполнено таким образом, что наружная поверхность каждого конца цилиндрического магнита 4 и внутренняя поверхность кольцевого магнита 5, расположенного напротив этого конца цилиндрического магнита 4, имели одноименные полюса. Такое расположение магнитов исключает радиальное перемещение цилиндрического магнита 4 при произвольном расположении корпуса 3 чувствительного элемента 1 относительно направления действия сил тяжести. В корпусе 3 чувствительного элемента 1 установлен датчик виброперемещений 9, состоящий из расположенных на одной оптической оси светодиода 10, конденсора 11, объектива 12 и многоэлементного фотоприемника 13. Шторка 14, перекрывающая световой поток светодиода 10, закреплена на цилиндрическом магните 4 между конденсором 11 и объективом 12. Оптическая система - конденсор 11 и объектив 12 - позволяет получить изображение шторки 14 во входной плоскости фотоприемника 13. Многоэлементный фотоприемник 13 подключен через усилитель сигналов 15 к микроконтроллеру 16, выполняющему функции дифференцирующего, интегрирующего звеньев и управления тока обмоток 7 электромагнитной системы чувствительного элемента 1, один из выходов микроконтроллера 16 соединен с выходом 17 электронного преобразовательного блока 2, а другой выход – с цифроаналоговым преобразователем 18, который через усилитель тока 19 соединен с обмотками 7 электромагнитной системы чувствительного элемента 1.The device for measuring vibrations contains a sensitive element 1 (figure 1) and an electronic conversion unit 2 (figure 2). The
Устройство для измерения вибраций работает следующим образом:The vibration measuring device works as follows:
Перед началом работы с помощью микроконтроллера 16 задается ток в катушке 6, магнитное поле которой перемещает постоянный цилиндрический магнит 4 в центр обмоток 7. При работе корпус 3 чувствительного элемента 1, закрепленный на контролируемом объекте, воспринимает его вибрации, а постоянный цилиндрический магнит 4 вместе со шторкой 14, представляющие собой инертную массу, стремятся к сохранению состоянию покоя. Инертная масса 4 и 14 совершает колебательное движение относительно катушки 6, жестко закрепленной в корпусе 3. При этом взаимодействие постоянного цилиндрического магнита 4 с постоянными кольцевыми магнитами 5 обеспечивает центрирование постоянного цилиндрического магнита 4 при его движении вдоль оси OZ катушки 6. Колебательное движение шторки 14 и соответственно цилиндрического магнита 4 преобразуется в изменение светового потока от светодиода 10, который с помощью многоэлементного фотоприемника 13 преобразуется в цифровой сигнал, пропорциональный перемещению цилиндрического магнита 4 со шторкой 14. Такой датчик виброперемещений имеет меньшие потери на сухое трение, обладает лучшей чувствительностью, возможностью регулирования частотного диапазона в более широких пределах и обладает линейной функцией преобразования. С помощью микроконтроллера 16 осуществляется цифровая обработка сигнала, поступающего на вход через усилитель сигнала 15 от фотоприемника 13. Этот сигнал ошибки положения постоянного цилиндрического магнита 4 относительно оси ОZ, расположенной в плоскости симметрии обмоток 7, преобразуется микроконтроллером 16, выполняющим функции дифференцирующего, интегрирующего звеньев и функционального блока управления током обмоток 7 электродинамической системы чувствительного элемента 1 и поступает через усилитель тока 19 в обмотки 7. Магнитное поле обмоток 7, взаимодействуя с постоянным цилиндрическим магнитом 4, перемещает постоянный цилиндрический магнит 4 к центру обмоток 7. Сигнал с другого выхода микроконтроллера 16, пропорциональный амплитуде колебаний объекта, подается на выход 17 электронного преобразовательного блока 2.Before starting work, using the
Таким образом использование центрирующего устройства цилиндрического магнита 4, выполненного в виде двух закрепленных на внутренней поверхности корпуса 3 кольцевых постоянных магнитов 5, расположенных таким образом, что наружная поверхность каждого конца цилиндрического магнита 4 и внутренняя поверхность кольцевого магнита 5, расположенного напротив этого конца цилиндрического магнита 4, имеют одноименные полюса, позволяет добиться улучшения метрологических характеристик устройства для измерения вибраций, а именно исключение составляющей порога чувствительности, обусловленной использованием жесткой пружины, и возможностью управления частотным диапазоном в более широких пределах. В результате повышается надежность устройства и точность измерений, при воздействии внешних факторов.Thus, the use of the centering device of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020141358U RU203751U1 (en) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | Vibration measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020141358U RU203751U1 (en) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | Vibration measuring device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU203751U1 true RU203751U1 (en) | 2021-04-20 |
Family
ID=75521486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020141358U RU203751U1 (en) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | Vibration measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU203751U1 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3100292A (en) * | 1960-01-08 | 1963-08-06 | Textron Electronics Inc | Vibration pickup |
US3129347A (en) * | 1960-07-20 | 1964-04-14 | Bendix Corp | Magneto-electric motion detecting transducer |
US4446741A (en) * | 1981-06-01 | 1984-05-08 | Prvni Brnenska Strojirna, Narodni Podnik | Vibration transducer |
SU1302147A1 (en) * | 1981-11-25 | 1987-04-07 | Првни Брненска Стройирна (Инопредприятие) | Inductive vibration transducer |
US4872348A (en) * | 1988-01-28 | 1989-10-10 | Avco Corporation | Signal added vibration transducer |
CN200962056Y (en) * | 2005-12-23 | 2007-10-17 | 谭成忠 | Vibration sensor based on the magnetic levitation principle |
RU95832U1 (en) * | 2010-02-17 | 2010-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | VIBRATION MEASUREMENT DEVICE |
RU162586U1 (en) * | 2016-02-03 | 2016-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ЦЕНТР ТРАНСФЕРА ТЕХНОЛОГИЙ" | AUTONOMOUS INDUCTIVE VIBRATION SENSOR |
RU198257U1 (en) * | 2019-12-24 | 2020-06-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени. В.И. Ленина" (ИГЭУ) | VIBRATION MEASUREMENT DEVICE |
-
2020
- 2020-12-15 RU RU2020141358U patent/RU203751U1/en active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3100292A (en) * | 1960-01-08 | 1963-08-06 | Textron Electronics Inc | Vibration pickup |
US3129347A (en) * | 1960-07-20 | 1964-04-14 | Bendix Corp | Magneto-electric motion detecting transducer |
US4446741A (en) * | 1981-06-01 | 1984-05-08 | Prvni Brnenska Strojirna, Narodni Podnik | Vibration transducer |
SU1302147A1 (en) * | 1981-11-25 | 1987-04-07 | Првни Брненска Стройирна (Инопредприятие) | Inductive vibration transducer |
US4872348A (en) * | 1988-01-28 | 1989-10-10 | Avco Corporation | Signal added vibration transducer |
CN200962056Y (en) * | 2005-12-23 | 2007-10-17 | 谭成忠 | Vibration sensor based on the magnetic levitation principle |
RU95832U1 (en) * | 2010-02-17 | 2010-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | VIBRATION MEASUREMENT DEVICE |
RU162586U1 (en) * | 2016-02-03 | 2016-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ЦЕНТР ТРАНСФЕРА ТЕХНОЛОГИЙ" | AUTONOMOUS INDUCTIVE VIBRATION SENSOR |
RU198257U1 (en) * | 2019-12-24 | 2020-06-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени. В.И. Ленина" (ИГЭУ) | VIBRATION MEASUREMENT DEVICE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101592678B (en) | Flexible pendulous accelerometer | |
KR20070090116A (en) | Servo compensating accelerometer | |
US2776560A (en) | Means for measuring and for generating motion | |
CN109870592A (en) | A kind of optical accelerometer based on electromagnetism power drive | |
RU203751U1 (en) | Vibration measuring device | |
RU95832U1 (en) | VIBRATION MEASUREMENT DEVICE | |
US3067615A (en) | Condition responsive apparatus | |
RU2207522C2 (en) | Apparatus for measuring vibrations | |
RU2386151C1 (en) | Seismometre | |
JP2009020057A (en) | Vibration detector | |
RU2561303C1 (en) | Linear microaccelerometer | |
RU120235U1 (en) | COMPENSATION ACCELEROMETER WITH AN OPTICAL ANGLE SENSOR | |
US3202847A (en) | Tunable vibration pick-up device | |
SU855580A1 (en) | Electrodynamic geophone | |
SU620834A1 (en) | Vibration pick-up | |
US3413854A (en) | Gravimeter | |
JP3240660U (en) | accelerometer with geophone | |
RU140988U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING VIBRATION PARAMETERS | |
US3307410A (en) | Accelerometer | |
SU714167A1 (en) | Magnetoelectric vibrotransducer | |
RU2629654C1 (en) | Linear microaccelerometer | |
SU1163275A1 (en) | Gauge for measuring parameters of vibration | |
SU758032A1 (en) | Vibration transducer | |
SU911406A1 (en) | Vertical seismic receiver | |
SU1363077A1 (en) | Accelerometer |