RU183296U1

RU183296U1 - Система вибродиагностическая многоканальная

Info

Publication number: RU183296U1
Application number: RU2018114743U
Authority: RU
Inventors: Андрей Олегович Ваганов; Александр Николаевич Григорьев; Владимир Алексеевич Колясев; Александр Григорьевич Копытов; Сергей Михайлович Молин; Александр Степанович Федоренко; Владимир Федорович Быстров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ДиаТех"
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2018-09-17

Abstract

Полезная модель относится к контролю технического состояния механизмов и может быть использована для диагностики подшипников, подшипниковых и редукторных узлов, зубчатых передач ходовой части железнодорожного транспортного средства.

В системе вибродиагностической многоканальной, содержащей вибродатчики, устанавливаемые на диагностируемых объектах, выходы которых соединены с входами усилителей заряда, аналого-цифровые преобразователи, входы аналого-цифровых преобразователей подключены к выходам усилителей, а выходы аналого-цифровых преобразователей через устройство сопряжения соединены с последовательным USB-портом ПЭВМ.

Технический результат от использования полезной модели заключается в сокращении времени проведения вибродиагностики за счет отсутствия переходных процессов, имеющих место при аналоговом переключении измерительных каналов, и обеспечении одновременной регистрации цифрового сигнала во всех каналах, в отсутствии взаимовлияния между каналами при перегрузке одного из них и, следовательно, в повышении достоверности измерений. 1 ил.

Description

Создание устройств для вибродиагностики с организацией независимых измерительных каналов без аналогового мультиплексирования с раздельными аналого-цифровыми преобразователями (АЦП) для каждого канала на сегодняшний день является актуальной задачей.

Известно устройство ОМСД-02М (патент РФ № 105739, МПК G01М 13/14, опубл. 20.06.2011) для вибродиагностики подшипниковых узлов ходовой части железнодорожного подвижного состава, которое содержит вибродатчики, устанавливаемые на диагностируемом объекте, подключенные к входам усилителей заряда. К выходам усилителей заряда подключен своими входами сигма-дельта аналого-цифровой преобразователь (ΣΔ-АЦП). Выход ΣΔ-АЦП через устройство сопряжения подключен к ПЭВМ.

Недостатком известного устройства является необходимость коммутации аналоговых сигналов на входе ΣΔ-АЦП, что влечет за собой увеличение времени измерения сигналов на время затухания переходных процессов и время установления счётчиков цифрового фильтра ΣΔ-АЦП.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является система диагностики механизмов ОМСД (патент РФ № 176408, МПК G01M 17/00, опубл. 18.01.2018) предназначенная для диагностики подшипников, подшипниковых и редукторных узлов, зубчатых передач ходовой части железнодорожного транспортного средства. Система содержит вибродатчики, устанавливаемые на диагностируемых объектах, подключенные к входам усилителей заряда. Аналоговый мультиплексор своими входами подключен к выходам усилителей заряда и ПЭВМ, а выходом к плате аналого-цифрового преобразователя (АЦП), которая в свою очередь подключена к ПЭВМ. Цифровой мультиплексор связан с бесконтактными оптическими датчиками частоты вращения и ПЭВМ. Демультиплексор подключен своим входом к ПЭВМ, а выходом - к блокам управления диагностируемых объектов.

К недостаткам известного устройства относится наличие аналогового мультиплексора, к входам которого подключены выходы усилителей заряда. Такая структура, при кажущейся ее простоте, при практической реализации требует значительного аппаратного усложнения: установки в каждом канале между выходом усилителя заряда и входом мультиплексора аналоговых противоподменных фильтров нижних частот высокого порядка для коррекции амплитудно-частотной характеристика вибродатчиков, которая включает в себя высокодобротные высокочастотные резонансы, расположенные за пределами полезного измеряемого сигнала, а так же дополнительных устройств, ограничивающих уровень сигналов на входах мультиплексора для устранения существенного взаимовлияния между мультиплексируемыми каналами, возникающее при перегрузке одного из них.

Отсутствие этих дополнительных устройств существенно снижает надёжность и достоверность регистрируемых сигналов и может приводить к полной потере полезности полученной информации.

Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью, - создание эффективной и достоверной системы вибродиагностики.

Технический результат от использования полезной модели заключается в сокращении времени проведения вибродиагностики за счет отсутствия переходных процессов, имеющих место при аналоговом переключении измерительных каналов, и обеспечении одновременной регистрации цифрового сигнала во всех каналах, в отсутствии взаимовлияния между каналами при перегрузке одного из них и, следовательно, в повышении достоверности измерений.

Указанный технический результат достигается тем, что в системе вибродиагностической многоканальной, содержащей вибродатчики, устанавливаемые на диагностируемых объектах, выходы которых соединены с входами усилителей заряда, аналого-цифровые преобразователи, входы аналого-цифровых преобразователей подключены к выходам усилителей, а выходы аналого-цифровых преобразователей через устройство сопряжения соединены с последовательным USB-портом ПЭВМ.

Приведенная на чертеже блок-схема отражает заявляемую полезную модель.

Система вибродиагностическая многоканальная содержит N вибродатчиков 1₁,1₂…1_N, устанавливаемых на диагностируемых объектах (на чертеже не показаны), соединенных своими выходами с входами N усилителей заряда 2₁,2₂…2_N, выходы которых, в свою очередь, соединены с входами N АЦП 3₁,3₂…3_N, выходы которых соединены с входами устройства сопряжения 4, с USB- портом ПЭВМ 5.

Система вибродиагностическая многоканальная функционирует следующим образом.

Вибродатчики 1₁,1₂…1_N устанавливают на испытуемый объект, например на буксовые узлы, двигатель и редуктор колесно-моторного блока рельсового транспорта. Двигатель, редуктор и колесная пара раскручиваются и сигналы механической вибрации, возникающей при вращении шестерней и подшипников, содержащие информацию о фактическом техническом состоянии поверхностей качения подшипников и шестерней, преобразуются вибродатчиками1₁,1₂…1_N в электрический заряд (измеряется в пикокулонах - пКл). Электрические заряды поступают на входы усилителей заряда 2₁,2₂…2_N, которые преобразуют заряд в напряжение (Вольт). Выход каждого усилителя подключен к своему АЦП 3₁,3₂…3_N , где аналоговые сигналы преобразуются в 16-ти (или более) разрядные цифровые сигналы, после чего оцифрованные сигналы измерительных каналов одновременно передаются через устройство сопряжения 4 в последовательный USB-порт ПЭВМ 5. В ПЭВМ 5 с помощью специального программного обеспечения сигналы обрабатываются и анализируются на предмет определения наличия в них признаков дефектов в испытуемых объектах.

Заявляемая полезная модель может быть реализована промышленным способом с использованием известных технических средств и соответствует требованиям критерия "промышленная применимость". Аналого-цифровой преобразователь (АЦП), может быть использован, например, ADS 1271 фирмы Texas Instruments, Inc, усилитель - операционный усилитель OPA 1641, OPA 140 или OPA 145 того же производителя, дифференциальный усилитель ADA 4940-1 Analog Devices, Inc, вибродатчик АР1057, производства ООО «ГлобалТест».

Таким образом, данные технические проблемы решаются организацией в системе вибродиагностической многоканальной независимых измерительных каналов без аналогового мультиплексирования с раздельными АЦП для каждого канала. Это позволяет сократить время проведения вибродиагностики за счет отсутствия переходных процессов имеющих место быть при аналоговом переключении измерительных каналов и обеспечения одновременной записи цифрового сигнала, отсутствие взаимовлияния между каналами при перегрузке одного из них и, следовательно, повышение достоверности измерений.

Claims

Система вибродиагностическая многоканальная, содержащая вибродатчики, устанавливаемые на диагностируемых объектах, выходы которых соединены с входами усилителей заряда, аналого-цифровые преобразователи, отличающаяся тем, что входы аналого-цифровых преобразователей подключены к выходам усилителей, а выходы аналого-цифровых преобразователей через устройство сопряжения соединены с последовательным USB-портом ПЭВМ.