RU201384U1

RU201384U1 - VIBRATION MEASURING DEVICE

Info

Publication number: RU201384U1
Application number: RU2020129548U
Authority: RU
Inventors: Михаил Сергеевич Сайкин; Виктория Павловна Федосеева
Priority date: 2020-09-07
Filing date: 2020-09-07
Publication date: 2020-12-11

Abstract

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения и диагностики вибрационных параметров различных объектов, оборудования и сооружений. В устройстве для измерения вибраций, содержащем цилиндрический немагнитный корпус с основанием в форме диска с отверстием в центре и крышкой в форме диска с отверстием в центре, установленной с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения, подвижный кольцевой постоянный магнит с магнитным подвесом, размещенные коаксиально на цилиндрической части корпуса, магнитный подвес, выполненный в виде двух соосно установленных кольцевых магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного кольцевого постоянного магнита, измерительную обмотку, размещенную в корпусе на немагнитопроводной катушке, магнитную жидкость в зазоре между подвижным кольцевым постоянным магнитом и корпусом, кольцевые магниты установлены в цилиндрических сердечниках, один из которых закреплен снизу на крышке корпуса, а второй - на основании корпуса, на внешней цилиндрической поверхности каждого сердечника уложена обмотка. Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение точности настроек измерений при диагностике вибраций.The utility model relates to measuring equipment and can be used to measure and diagnose vibration parameters of various objects, equipment and structures. In a device for measuring vibrations, comprising a cylindrical non-magnetic body with a disc-shaped base with a hole in the center and a disc-shaped cover with a hole in the center, mounted with the possibility of axial movement by means of a threaded connection, a movable annular permanent magnet with a magnetic suspension, placed coaxially on the cylindrical parts of the case, a magnetic suspension made in the form of two coaxially mounted ring magnets oriented with the same poles relative to the poles of a movable annular permanent magnet, a measuring winding located in the case on a non-magnetic conductive coil, magnetic fluid in the gap between the movable annular permanent magnet and the case, ring magnets are installed in cylindrical cores, one of which is fixed from below on the casing cover, and the second - on the base of the casing, a winding is laid on the outer cylindrical surface of each core. The technical result of the proposed device is to improve the accuracy of measurement settings in vibration diagnostics.

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 equipment and can be used to measure and diagnose vibration parameters of various objects, equipment and structures.

Известно устройство для измерения вибраций (Патент на полезную модель, RU №184838, МПК G01H11/02, 2018 г.), содержащее корпус с крышкой, подвижный кольцевой постоянный магнит с магнитным подвесом, выполненным в виде двух соосно установленных кольцевых магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного постоянного магнита, через которые проходит стержень, отличающееся тем, что на внешней поверхности немагнитопроводного корпуса установлена измерительная обмотка, при этом крышка, с неподвижно закрепленным в ней кольцевым постоянным магнитом, выполнена со сквозным отверстием, и на обращенных друг к другу поверхностях крышки, и корпуса выполнена резьба, а подвижный кольцевой постоянный магнит образует зазоры с корпусом и немагнитопроводным стержнем, заполненные магнитной жидкостью, при этом немагнитопроводный стержень выполнен полым и имеет хотя бы одно отверстие, расположенное между подвижным магнитом и магнитом, установленным в корпусе.Known device for measuring vibrations (Patent for utility model, RU No. 184838, IPC G01H11 / 02, 2018), containing a housing with a lid, a movable annular permanent magnet with a magnetic suspension, made in the form of two coaxially mounted annular magnets oriented with the same poles relative to the poles of a movable permanent magnet through which the rod passes, characterized in that a measuring winding is installed on the outer surface of the nonmagnetic housing, while the cover, with an annular permanent magnet fixed in it, is made with a through hole, and on the surfaces of the cover facing each other , and the body is threaded, and the movable annular permanent magnet forms gaps with the body and the nonmagnetic rod filled with magnetic fluid, while the nonmagnetic rod is hollow and has at least one hole located between the movable magnet and the magnet installed in the body.

Недостатком рассматриваемого устройства является невозможность его дозаправки без демонтажа, а также низкий диапазон настроек эксплуатационных параметров.The disadvantage of the device in question is the impossibility of refueling it without dismantling, as well as a low range of settings for operating parameters.

Известно устройство для измерения вибраций (Патент на полезную модель, RU №195546, МПК G01H11/02, 2020 г.), содержащее цилиндрический немагнитный корпус с крышкой, снабженной отверстием, установленной с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения, подвижный кольцевой постоянный магнит с магнитным подвесом, выполненным в виде двух соосно установленных кольцевых магнитов, один из которых закреплен на крышке, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного кольцевого постоянного магнита, измерительную обмотку, магнитную жидкость в зазоре между подвижным кольцевым постоянным магнитом, причем корпус снабжен основанием в форме диска с отверстием в центре, а подвижный кольцевой магнит с магнитным подвесом размещены коаксиально на цилиндрической части корпуса, а второй кольцевой магнит расположен на основании корпуса и измерительная обмотка размещена в корпусе на немагнитопроводной катушке.A device for measuring vibrations is known (Patent for utility model, RU No. 195546, IPC G01H11 / 02, 2020), containing a cylindrical non-magnetic body with a cover provided with a hole, mounted with the possibility of axial movement by means of a threaded connection, a movable ring permanent magnet with a magnetic a suspension made in the form of two coaxially mounted annular magnets, one of which is fixed on the cover, oriented with the same poles relative to the poles of a movable annular permanent magnet, a measuring winding, a magnetic fluid in the gap between the movable annular permanent magnet, and the case is equipped with a base in the form of a disk with a hole in the center, and a movable annular magnet with a magnetic suspension is placed coaxially on the cylindrical part of the case, and the second annular magnet is located on the base of the case and the measuring winding is placed in the case on a non-magnetic conductive coil.

Недостатком рассматриваемого устройства является низкая чувствительность точности настроек пределов измерений амплитуды вибраций.The disadvantage of the device under consideration is the low sensitivity of the accuracy of setting the vibration amplitude measurement limits.

Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение точности настроек измерений при диагностике вибраций.The technical result of the proposed device is to improve the accuracy of measurement settings in vibration diagnostics.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения вибраций, содержащем цилиндрический немагнитный корпус с основанием в форме диска с отверстием в центре и крышкой в форме диска с отверстием в центре, установленной с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения, подвижный кольцевой постоянный магнит с магнитным подвесом, размещенные коаксиально на цилиндрической части корпуса, магнитный подвес, выполненный в виде двух соосно установленных кольцевых магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного кольцевого постоянного магнита, измерительную обмотку, размещенную в корпусе на немагнитопроводной катушке, магнитную жидкость в зазоре между подвижным кольцевым постоянным магнитом и корпусом, кольцевые магниты установлены в цилиндрических сердечниках, один из которых закреплен снизу на крышке корпуса, а второй - на основании корпуса, на внешней цилиндрической поверхности каждого сердечника, уложена обмотка.The technical result is achieved by the fact that in a device for measuring vibrations comprising a cylindrical non-magnetic body with a base in the form of a disc with a hole in the center and a cover in the form of a disc with a hole in the center, mounted with the possibility of axial movement by means of a threaded connection, a movable annular permanent magnet with a magnetic suspension, placed coaxially on the cylindrical part of the body, magnetic suspension, made in the form of two coaxially mounted ring magnets oriented with the same poles relative to the poles of a movable annular permanent magnet, a measuring winding placed in the case on a non-magnetic conductive coil, magnetic fluid in the gap between the movable annular permanent magnet and with a housing, ring magnets are installed in cylindrical cores, one of which is fixed from below on the housing cover, and the second - on the base of the housing, on the outer cylindrical surface of each core, a winding is laid.

На чертеже представлено устройство для измерения вибраций.The drawing shows a vibration measuring device.

Устройство для измерения вибраций содержит корпус из немагнитопроводного материала, состоящий из цилиндрической части 1 с основанием 2 в форме диска с отверстием в центре и крышкой 3 с отверстием 4. Крышка 3 установлена на цилиндрической части 1 корпуса с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения. Внутри цилиндрической части 1 корпуса расположена измерительная обмотка 5 на немагнитопроводной катушке 6. Подвижный кольцевой постоянный магнит 7 с магнитным подвесом размещены коаксиально на цилиндрической части 1 корпуса. Магнитный подвес состоит из двух соосно установленных кольцевых постоянных магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного постоянного магнита 7. Первый кольцевой магнит 8, магнитного подвеса расположен в сердечнике 9, который закреплен в крышке 3, например, посредством резьбового соединения. Второй кольцевой магнит 10 расположен в сердечнике 11, установленном на основании корпуса 2 и закрепленном, например, посредством резьбового соединения. На внешней цилиндрической поверхности сердечника 9 уложена обмотка 12, на внешней цилиндрической поверхности сердечника 10 уложена обмотка 13. Подвижный кольцевой постоянный магнит 7 является чувствительным элементом и образует зазор с цилиндрической частью 1 корпуса, заполненный магнитной жидкостью 14, которая удерживается в нем пондеромоторной силой.The device for measuring vibrations contains a housing made of non-magnetic conductive material, consisting of a cylindrical part 1 with a base 2 in the form of a disk with a hole in the center and a cover 3 with an opening 4. The cover 3 is mounted on the cylindrical part 1 of the housing with the possibility of axial movement by means of a threaded connection. Inside the cylindrical part 1 of the body is a measuring winding 5 on a non-magnetic conductive coil 6. A movable annular permanent magnet 7 with a magnetic suspension is placed coaxially on the cylindrical part 1 of the body. The magnetic suspension consists of two coaxially mounted annular permanent magnets, oriented with the same poles relative to the poles of the movable permanent magnet 7. The first annular magnet 8, the magnetic suspension, is located in the core 9, which is fixed in the cover 3, for example, by means of a threaded connection. The second ring magnet 10 is located in a core 11 mounted on the base of the housing 2 and fixed, for example, by means of a threaded connection. A winding 12 is laid on the outer cylindrical surface of the core 9, a winding 13 is laid on the outer cylindrical surface of the core 10. The movable annular permanent magnet 7 is a sensitive element and forms a gap with the cylindrical part 1 of the body filled with a magnetic fluid 14, which is held in it by ponderomotive force.

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

Устройство для измерения вибраций крепят к диагностируемому оборудованию. При возникновении вибраций происходят колебания подвижного кольцевого постоянного магнита 7, который перемещается вдоль цилиндрической части 1 немагнитопроводного корпуса. В измерительной обмотке 5 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 8 и 10 магнитного подвеса, не допускают соприкосновения подвижного кольцевого постоянного магнита 7 с ними. Регулирование точности измерений при диагностике вибраций осуществляется за счет перемещения крышки 3 в осевом направлении, изменяя расстояние между кольцевыми постоянными магнитами 8 и 10 магнитного подвеса. При уменьшении этого расстояния возрастают силы отталкивания, действующие на подвижный кольцевой постоянный магнит 7, снижается чувствительность измерений, а контролируемый диапазон переходит в низкочастотную область. При увеличении этого расстояния силы отталкивания, действующие на подвижный кольцевой постоянный магнит 7, уменьшаются, что приводит к повышению чувствительности измерений вибраций в области высоких частот. Кроме того, для повышения точности настроек измерения вибраций магниты помещены в сердечники 9 и 11, на которых уложены обмотки 12 и 13. При изменении направления постоянного тока в этих обмотках изменяется величина силы отталкивания, которая действует на постоянный магнит 7. При совпадении направлений магнитных потоков создаваемых постоянными магнитами и потоков, создаваемых обмотками с током, величина силы отталкивания возрастает. Чувствительность измерений снижается. Устройство работает в низкочастотной области. Если магнитный поток, создаваемый обмотками с током, имеет направление противоположное магнитному потоку, создаваемому постоянными магнитами, повышается чувствительность измерений вибраций в области высоких частот. Таким образом, использование дополнительных обмоток 12, 13, расположенных на сердечниках 9 и 11 повысить точность настроек при измерении вибраций оборудования.The vibration measuring device is attached to the equipment being diagnosed. When vibrations occur, vibrations of the movable annular permanent magnet 7, which moves along the cylindrical part 1 of the non-magnetic body. An EMF is induced in the measuring winding 5, the frequency of which is proportional to the vibration frequency. It is processed by an electronic unit and reflects the vibration parameters of machines and mechanisms. The repulsive forces created by the annular permanent magnets 8 and 10 of the magnetic suspension do not allow the movable annular permanent magnet 7 to come into contact with them. The regulation of the measurement accuracy in the diagnosis of vibrations is carried out by moving the cover 3 in the axial direction, changing the distance between the ring permanent magnets 8 and 10 of the magnetic suspension. With a decrease in this distance, the repulsive forces acting on the movable ring permanent magnet 7 increase, the measurement sensitivity decreases, and the controlled range goes into the low-frequency region. With an increase in this distance, the repulsive forces acting on the movable ring permanent magnet 7 decrease, which leads to an increase in the sensitivity of vibration measurements in the high frequency region. In addition, to increase the accuracy of the vibration measurement settings, the magnets are placed in cores 9 and 11, on which windings 12 and 13 are laid. When the direction of the direct current in these windings changes, the repulsive force changes, which acts on the permanent magnet 7. When the directions of the magnetic fluxes coincide created by permanent magnets and currents created by windings with current, the magnitude of the repulsive force increases. The measurement sensitivity is reduced. The device operates in the low frequency region. If the magnetic flux generated by the current-carrying windings is in the opposite direction to the magnetic flux generated by the permanent magnets, the sensitivity of vibration measurements at high frequencies is increased. Thus, the use of additional windings 12, 13 located on cores 9 and 11 will increase the accuracy of settings when measuring equipment vibrations.

Магнитная жидкость 14 заправлена в зазор, образованный подвижным кольцевым постоянным магнитом 7 и цилиндрической частью 1 корпуса и обеспечивает его удержание без касания поверхностей подвижного кольцевого постоянного магнита 7 и корпуса. При этом подвижный кольцевой постоянный магнит 7 может перемещаться вдоль оси цилиндрической части 1 немагнитопроводного корпуса с минимальной величиной трения, что повышает чувствительность измерений при вибрации оборудования. Размещение подвижного кольцевого постоянного магнита 7 с магнитным подвесом коаксиально на внешней стороне цилиндрической части 1 корпуса позволяет избежать перепада давлений и обеспечивает возможность дозаправки и перезаправки устройства без его разборки и демонтажа действующего оборудования. Предлагаемую конструкцию целесообразно использовать для диагностики и измерения уровня вибраций генераторов атомных, тепловых и гидроэлектростанций, насосов перекачки нефти и газа, авиационных двигателей.The magnetic fluid 14 is charged into the gap formed by the movable annular permanent magnet 7 and the cylindrical part 1 of the housing and ensures its retention without touching the surfaces of the movable annular permanent magnet 7 and the housing. In this case, the movable annular permanent magnet 7 can move along the axis of the cylindrical part 1 of the non-magnetic conductive housing with a minimum amount of friction, which increases the sensitivity of measurements during vibration of the equipment. Placing a movable annular permanent magnet 7 with a magnetic suspension coaxially on the outer side of the cylindrical part 1 of the body avoids pressure drops and provides the possibility of refueling and refilling the device without disassembling and dismantling the operating equipment. The proposed design is advisable to use for diagnostics and measurement of the vibration level of generators of nuclear, thermal and hydroelectric power plants, pumps for pumping oil and gas, aircraft engines.

Claims

A device for measuring vibrations, comprising a cylindrical non-magnetic body with a disk-shaped base with a hole in the center and a disk-shaped cover with a hole in the center, mounted for axial movement by means of a threaded connection, a movable annular permanent magnet with a magnetic suspension, placed coaxially on the cylindrical part housing, a magnetic suspension made in the form of two coaxially mounted annular magnets oriented with the same poles relative to the poles of a movable annular permanent magnet, a measuring winding located in the case on a non-magnetic conductive coil, a magnetic fluid in the gap between the movable annular permanent magnet and the case, characterized in that ring magnets are installed in cylindrical cores, one of which is fixed on the bottom of the housing cover, and the second - on the base of the housing, a winding is laid on the outer cylindrical surface of each core.