RU184838U1

RU184838U1 - VIBRATION MEASUREMENT DEVICE

Info

Publication number: RU184838U1
Application number: RU2018125789U
Authority: RU
Inventors: Михаил Сергеевич Сайкин; Виктория Павловна Федосеева
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2018-11-12

Abstract

Полезная модель относится к метрологии, в частности к средствам измерения вибраций. Датчик содержит цилиндрический немагнитный корпус с крышкой, стержень из немагнитного материала, подвижный постоянный кольцевой магнит с магнитным подвесом. Подвес выполнен в виде двух соосно установленных в торцах корпуса кольцевых магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного постоянного магнита. На корпусе размещена измерительная обмотка. Один из кольцевых магнитов закреплен на крышке, снабженной отверстием, ориентированным по оси, и установленной с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения. Стержень выполнен полым и имеет радиальное отверстие, расположенное ниже подвижного магнита. Цилиндрические поверхности подвижного кольцевого постоянного магнита образует с корпусом и стержнем кольцевые зазоры, заполненные магнитной жидкостью. Технический результат - повышение чувствительности измерений вибраций. 1 ил.The utility model relates to metrology, in particular to means for measuring vibration. The sensor contains a cylindrical non-magnetic body with a cover, a rod of non-magnetic material, a movable permanent ring magnet with a magnetic suspension. The suspension is made in the form of two coaxially mounted at the ends of the housing ring magnets oriented by the same poles relative to the poles of the movable permanent magnet. A measuring winding is placed on the housing. One of the ring magnets is mounted on a lid equipped with an axis-oriented hole and axially movable by means of a threaded connection. The rod is hollow and has a radial hole located below the movable magnet. The cylindrical surface of the movable annular permanent magnet forms annular gaps filled with magnetic fluid with the body and the rod. EFFECT: increased sensitivity of vibration measurements. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения и диагностики вибрационных параметров различных объектов, оборудования и сооружений.The utility model relates to measuring technique and can be used to measure and diagnose vibration parameters of various objects, equipment and structures.

Известен датчик вибраций (Патент на полезную модель RU 6236, МПК G01H 11/02, 1998 г. ), содержащий ферромагнитный корпус, закрепленную в нем измерительную катушку, инерционный элемент с постоянным магнитом, установленный на магнитном подвесе, включающем два постоянных магнита, размещенных соосно на противоположных торцах корпуса. Инерционный элемент снабжен двумя дополнительными постоянными магнитами, размещенными вдоль его оси по обе стороны от основного магнита с возможностью взаимодействия с постоянным магнитом подвеса, при этом все указанные магниты ориентированы одноименными полюсами навстречу друг другу, а основной магнит инерционного элемента охвачен магнитопроводом, выполненным в виде стакана с внутренним торцовым буртиком и полюсным наконечником, в радиальном зазоре между которыми размещена измерительная катушка.A known vibration sensor (Patent for utility model RU 6236, IPC G01H 11/02, 1998) containing a ferromagnetic body, a measuring coil fixed therein, an inertial element with a permanent magnet mounted on a magnetic suspension, including two permanent magnets placed coaxially at opposite ends of the body. The inertial element is equipped with two additional permanent magnets located along its axis on both sides of the main magnet with the possibility of interaction with the permanent magnet of the suspension, while all these magnets are oriented by the same poles towards each other, and the main magnet of the inertial element is covered by a magnetic circuit made in the form of a glass with an internal end collar and a pole piece, in the radial clearance between which a measuring coil is placed.

Недостатками указанного датчика являются сложная конструкция, узкий частотный диапазон регистрации механических колебаний, низкая надежность и чувствительность.The disadvantages of this sensor are complex design, a narrow frequency range for recording mechanical vibrations, low reliability and sensitivity.

Известен индуктивный датчик вибраций (Патент на полезную модель RU 162517, МПК G01H 11/02, 2016 г. ), принятый за прототип, содержащий выполненный из магнитомягкого материала корпус с крышкой с расположенным внутри него изоляционным каркасом, подвижный постоянный кольцевой магнит, установленный по скользящей посадке на помещенном внутри каркаса стержне из немагнитного материала с магнитным подвесом, выполненным в виде двух соосно установленных неподвижных кольцевых магнитов, расположенных в торцах изоляционного каркаса и ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного постоянного магнита, и две намотанные на каркас включенные встречно катушки индуктивности.Known inductive vibration sensor (Patent for utility model RU 162517, IPC G01H 11/02, 2016), adopted as a prototype, comprising a body made of magnetically soft material with a cover with an insulating frame located inside it, a movable permanent ring magnet mounted on a sliding landing on a rod of non-magnetic material placed inside the frame with a magnetic suspension, made in the form of two coaxially mounted fixed ring magnets located at the ends of the insulation frame and oriented to the same name poles with respect to the poles of the movable permanent magnet, and two inductance coils wound on the frame connected in opposite directions.

Недостатком прототипа является низкая чувствительность и быстродействие измерений.The disadvantage of the prototype is the low sensitivity and speed of measurement.

Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение чувствительности измерений при диагностике вибраций.The technical result of the proposed device is to increase the sensitivity of measurements in the diagnosis of vibrations.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения вибраций, содержащем цилиндрический немагнитный корпус с крышкой, на помещенном внутри корпуса стержне из немагнитного материала размещены подвижный постоянный кольцевой магнит с магнитным подвесом, выполненным в виде двух соосно установленных в торцах корпуса кольцевых магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного постоянного магнита, на корпусе размещена измерительная обмотка, один из кольцевых магнитов закреплен на крышке, снабженной отверстием, ориентированным по оси, и установленной с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения, стержень выполнен полым и имеет хотя бы одно радиальное отверстие, расположенное ниже подвижного магнита, цилиндрические поверхности подвижного кольцевого постоянного магнита образует с корпусом и стержнем кольцевые зазоры, заполненные магнитной жидкостью.The technical result is achieved by the fact that in the device for measuring vibrations containing a cylindrical non-magnetic body with a cover, a movable permanent ring magnet with a magnetic suspension placed in the form of two ring magnets aligned with the same name coaxially aligned at the ends of the body, placed on the inside of the body of the rod of non-magnetic material poles relative to the poles of the movable permanent magnet, a measuring winding is placed on the housing, one of the ring magnets is mounted on the cover, with The shaft is hollow and has at least one radial hole located below the movable magnet, and the cylindrical surfaces of the movable annular permanent magnet form annular gaps filled with magnetic fluid with the housing and the rod. .

Сущность полезной модели поясняется чертежом. Устройство для измерения вибраций содержит корпус 1 из немагнитного материала с крышкой 2. Внутри корпуса 1 по его оси установлен полый стержень 3, выполненный из немагнитного материала. На стержне 3 размещены подвижный постоянный кольцевой магнит 4 с магнитным подвесом, выполненным в виде двух соосно установленных в торцах корпуса 1 кольцевых магнитов 5, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного постоянного магнита 4. Подвижный кольцевой магнит 4, является чувствительным элементом измерительной обмотки 6, размещенной на корпусе 1. Один из кольцевых магнитов 5 закреплен на крышке 2, снабженной отверстием 7, ориентированным по оси. Крышка 2 установлена с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения. Полый стержень 3 и имеет хотя бы одно радиальное отверстие 8, расположенное ниже подвижного магнита 4. Цилиндрические поверхности подвижного кольцевого постоянного магнита 4 образует с корпусом 1 и стержнем 3 кольцевые зазоры, заполненные магнитной жидкостью 9.The essence of the utility model is illustrated in the drawing. A device for measuring vibration comprises a housing 1 of non-magnetic material with a cover 2. Inside the housing 1, a hollow rod 3 made of non-magnetic material is installed along its axis. On the rod 3 there is a movable permanent ring magnet 4 with a magnetic suspension made in the form of two ring magnets 5 coaxially mounted at the ends of the housing 1, oriented by the same poles relative to the poles of the movable permanent magnet 4. The movable ring magnet 4 is a sensitive element of the measuring winding 6, placed on the housing 1. One of the ring magnets 5 is mounted on the cover 2, provided with an opening 7, oriented along the axis. The cover 2 is mounted axially movable by means of a threaded connection. The hollow rod 3 and has at least one radial hole 8 located below the movable magnet 4. The cylindrical surface of the movable annular permanent magnet 4 forms annular gaps filled with magnetic fluid 9 with the housing 1 and the rod 3.

Работа устройства для измерения вибраций состоит в следующем.The operation of the device for measuring vibration is as follows.

Немагнитный корпус 1 жестко крепится к оборудованию. При возникновении вибраций происходят колебания подвижного кольцевого магнита 4, который перемещается вдоль оси корпуса 1 и немагнитопроводного полого стержня 3. В измерительной обмотке 6 наводится ЭДС, частота изменения которой пропорциональна частоте вибраций. Она обрабатывается электронным блоком и отражает параметры вибраций машин и механизмов. Силы отталкивания, создаваемые кольцевыми постоянными магнитами 5, магнитного подвеса, не допускают соприкосновения подвижного кольцевого постоянного магнита 4 с ними. За счет осевого перемещения крышки 2 изменяется расстояние между кольцевыми магнитами 5 магнитного подвеса. Это позволяет регулировать чувствительность и диапазон измеряемых вибраций. При уменьшении этого расстояния возрастают силы отталкивания, действующие на подвижный магнит 4, снижается чувствительность измерений, а контролируемый диапазон частот переходит в низкочастотную область. При увеличении этого расстояния силы отталкивания, действующие на подвижный магнит 4, уменьшаются, что приводит к повышению чувствительности измерений вибраций в области высоких частот.Non-magnetic housing 1 is rigidly attached to the equipment. When vibrations occur, vibrations of the movable ring magnet 4 occur, which moves along the axis of the housing 1 and the non-magnetic hollow rod 3. An emf is induced in the measuring winding 6, the frequency of which is proportional to the vibration frequency. It is processed by the electronic unit and reflects the vibration parameters of machines and mechanisms. The repulsive forces created by the ring permanent magnets 5, the magnetic suspension, do not allow the contact of the movable ring permanent magnet 4 with them. Due to the axial movement of the cover 2, the distance between the ring magnets 5 of the magnetic suspension changes. This allows you to adjust the sensitivity and range of measured vibrations. With decreasing this distance, the repulsive forces acting on the movable magnet 4 increase, the measurement sensitivity decreases, and the controlled frequency range goes into the low-frequency region. With an increase in this distance, the repulsive forces acting on the movable magnet 4 decrease, which leads to an increase in the sensitivity of vibration measurements in the high-frequency region.

Магнитная жидкость 9 заправлена в кольцевых зазорах образованных между корпусом 1 и стержнем 3 с кольцевым подвижным магнитом 4 и обеспечивает его удержание без касания поверхностей корпуса 1 и стержня 3. При этом кольцевой подвижный магнит 4 может перемещаться внутри корпуса 1 с минимальной величиной трения, что повышает чувствительность измерений при вибрации оборудования.Magnetic fluid 9 is charged in the annular gaps formed between the housing 1 and the rod 3 with an annular movable magnet 4 and ensures its retention without touching the surfaces of the housing 1 and the rod 3. In this case, the annular movable magnet 4 can move inside the housing 1 with a minimum amount of friction, which increases sensitivity of measurements with vibration of equipment.

Сквозное осевое отверстие 7, в крышке 2 и радиальное отверстие 8 в полом стержне 3 обеспечивают равенство перепада давлений во внутренних объемах корпуса и внешней среде, что способствует повышению чувствительности измерений.The through axial hole 7, in the lid 2 and the radial hole 8 in the hollow rod 3, ensure that the differential pressure is equal in the internal volumes of the housing and the external environment, which increases the sensitivity of the measurements.

Предлагаемую конструкцию целесообразно использовать для диагностики и измерения уровня вибраций технических объектов, в частности агрегатов атомных, тепловых и гидроэлектростанций, железнодорожного полотна, мостов, авиационных двигателей.It is advisable to use the proposed design for diagnosing and measuring the vibration level of technical objects, in particular, units of atomic, thermal and hydroelectric power stations, railway tracks, bridges, aircraft engines.

Claims

A device for measuring vibration, comprising a cylindrical non-magnetic housing with a lid, a movable permanent ring magnet with a magnetic suspension placed in the form of two ring magnets aligned with the same poles relative to the poles of the movable permanent magnet placed on the ends of the housing of the magnet placed on the core of the non-magnetic material placed inside the housing; a measuring winding is located on the housing, characterized in that one of the ring magnets is mounted on a cover provided with an opening, o ientirovannym axis and mounted for axial movement by a threaded connection, the rod is hollow and has at least one radial hole located below the movable magnet, the cylindrical surface of the movable permanent magnet ring forms with the housing and the rod annular gaps filled with magnetic fluid.