RU2761142C1 - Telemetry complex of technical diagnostics of the ship's shaft line - Google Patents
Telemetry complex of technical diagnostics of the ship's shaft line Download PDFInfo
- Publication number
- RU2761142C1 RU2761142C1 RU2021106890A RU2021106890A RU2761142C1 RU 2761142 C1 RU2761142 C1 RU 2761142C1 RU 2021106890 A RU2021106890 A RU 2021106890A RU 2021106890 A RU2021106890 A RU 2021106890A RU 2761142 C1 RU2761142 C1 RU 2761142C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- unit
- power supply
- recording
- diagnostics
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/02—Details or accessories of testing apparatus
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обеспечению испытаний, измерению колебаний, вибраций, деформаций и температур, возникающих на частях системы судового валопровода.The invention relates to the provision of tests, measurement of vibrations, vibrations, deformations and temperatures occurring on parts of the ship shafting system.
Известен беспроводной датчик крутильных колебаний, содержащий корпус с электронным блоком, радиопередатчик и тензомост, отличающийся тем, что он дополнительно содержит микроконтроллер с программным обеспечением и аналого-цифровым преобразователем, соединенным с тензомостом и оснащенным Bluetooth интерфейсом, сопряженным с компьютером, а также литиево-ионный аккумулятор, соединенный с микроконтроллером (патент RU №69992, 2008 г.). Недостатком беспроводного датчика является конструктивная невозможность измерения вибраций и деформаций изгиба, что влияет на точность получаемых результатов, а также малая автономность.Known wireless sensor of torsional vibrations, containing a housing with an electronic unit, a radio transmitter and a strain bridge, characterized in that it additionally contains a microcontroller with software and an analog-to-digital converter connected to a strain bridge and equipped with a Bluetooth interface connected to a computer, as well as a lithium-ion a battery connected to a microcontroller (patent RU No. 69992, 2008). The disadvantage of the wireless sensor is the constructive impossibility of measuring vibrations and bending deformations, which affects the accuracy of the results obtained, as well as low autonomy.
Наиболее близким по технической сути и совокупности признаков является цифровой бесконтактный многоканальный телеметрический комплекс состоящий из измерительного блока, статорного блока, блока приема и регистрации, питания и средств визуализации, при этом измерительный блок выполнен в виде компактных модулей на основе 8-слойных гибких плат, залитых высокопрочными компаундами, работающих в диапазоне температур от минус 50 до +125 градусов и выдерживающих центростремительное ускорение до 40000 g и вибрации до 150 g, причем каждый измерительный модуль имеет дублированные высокочастотные каналы передачи данных, а антенная система позволяет одновременное подключение 16 передающих устройств с суммарной пропускной способностью на комплекс не менее 200 МБит/сек, с динамическим диапазоном каналов тензометрирования до 60 кГц и с неравномерностью амплитудно-частотной характеристики не более 0,5 дБ, дополнительно снабжен встроенной системой самодиагностики состояния датчиков и кабельных линий, а также возможностью переключения на резервные группы датчиков, при этом измерительный и статорный блоки оборудованы специальными экранированными антенными системами для использования маломощных высокочастотных передатчиков и систем индукционного питания при обеспечении электромагнитной совместимости комплекса. (патент RU №2688629, 2019 г.).The closest in technical essence and set of features is a digital non-contact multichannel telemetry complex consisting of a measuring unit, a stator unit, a receiving and recording unit, power supply and visualization means, while the measuring unit is made in the form of compact modules based on 8-layer flexible boards, embedded in high-strength compounds operating in the temperature range from minus 50 to +125 degrees and withstanding centripetal acceleration up to 40,000 g and vibration up to 150 g, and each measuring module has duplicated high-frequency data transmission channels, and the antenna system allows the simultaneous connection of 16 transmitting devices with with a complex capacity of at least 200 Mbit / s, with a dynamic range of strain gauging channels up to 60 kHz and with an uneven frequency response of no more than 0.5 dB, additionally equipped with a built-in system for self-diagnosis of the state of sensors and cable lines, and Also the possibility of switching to redundant groups of sensors, while the measuring and stator units are equipped with special shielded antenna systems for using low-power high-frequency transmitters and induction power systems while ensuring the electromagnetic compatibility of the complex. (patent RU No. 2688629, 2019).
Недостатками данного цифрового бесконтактного многоканального телеметрического комплекса является невозможность резервного копирования данных при выходе из строя антенной системы, отсутствие системы резервного электропитания измерительного блока и измерительных модулей невращающихся частей для подключения датчиков.The disadvantages of this digital non-contact multichannel telemetry complex are the impossibility of backing up data in the event of an antenna system failure, the absence of a backup power supply system for the measuring unit and measuring modules of non-rotating parts for connecting sensors.
Техническая задача – создание телеметрического комплекса, позволяющего регистрировать параметры работы судового валопровода для технического диагностирования. The technical task is to create a telemetric complex that allows registering the parameters of the ship's shafting for technical diagnostics.
Технический результат – повышение эффективности работы устройства при его использовании.The technical result is an increase in the efficiency of the device when using it.
Он достигается тем, что в известном устройстве, состоящем из измерительного блока, статорного блока, блока приема и регистрации, питания и средств визуализации, измерительный блок выполнен в виде компактных модулей на основе 8-слойных гибких плат, залитых высокопрочными компаундами, измерительный и статорный блоки оборудованы экранированными антенными системами для использования маломощных высокочастотных передатчиков и систем индукционного питания при обеспечении электромагнитной совместимости комплекса, при этом измерительный блок дополнительно оснащен регистратором сигналов с твердотельным накопителем для записи данных измерительных модулей, вход которого соединен с выходом измерительных модулей и стабилизаторов, модулем связи Wi-Fi для передачи результатов измерений с измерительного блока на блок приема и регистрации, питания и средств визуализации, вход которого соединен с выходом регистратора сигналов, аккумуляторной батареей емкостью 65 000 мАч, электрически соединенной с регистратором сигналов, модулем связи Wi-Fi и измерительными модулями и стабилизаторами, а блок приема и регистрации, питания и средств визуализации оснащен измерительными модулями для подключения датчиков измерения параметров работы невращающихся частей объекта измерений и модулем усиления, согласования, управления и демодуляции сигналов, в котором реализована система самодиагностики и диагностики состояния датчиков и кабельных линий.It is achieved by the fact that in the known device, consisting of a measuring unit, a stator unit, a receiving and recording unit, power supply and visualization means, the measuring unit is made in the form of compact modules based on 8-layer flexible boards filled with high-strength compounds, the measuring and stator units equipped with shielded antenna systems for the use of low-power high-frequency transmitters and induction power systems while ensuring the electromagnetic compatibility of the complex, while the measuring unit is additionally equipped with a signal recorder with a solid-state drive for recording the data of the measuring modules, the input of which is connected to the output of the measuring modules and stabilizers, a communication module Wi- Fi for transferring the measurement results from the measuring unit to the receiving and recording unit, power supply and visualization means, the input of which is connected to the output of the signal recorder, a 65,000 mAh rechargeable battery electrically connected to the register a signal tracer, a Wi-Fi communication module and measuring modules and stabilizers, and the receiving and recording, power supply and visualization unit is equipped with measuring modules for connecting sensors measuring the parameters of the operation of non-rotating parts of the measurement object and a module for amplifying, matching, controlling and demodulating signals, in which a system of self-diagnostics and diagnostics of the state of sensors and cable lines was implemented.
Установка регистратора сигналов в измерительном блоке устройства позволяет осуществлять запись сигналов на твердотельный накопитель, поступающих с измерительных модулей. Данное техническое решение позволяет осуществлять резервное копирование данных, проводить измерения в автономном режиме и осуществлять запись сигналов при обрыве или отсутствии связи антенной системы по радиоканалу. Installing a signal recorder in the measuring unit of the device allows recording signals to the solid-state drive from the measuring modules. This technical solution allows you to back up data, carry out measurements in an offline mode and record signals when the antenna system is disconnected or not connected via a radio channel.
Оснащение измерительного блока телеметрического комплекса модулем связи Wi-Fi с поддержкой технологии беспроводной сети позволяет передавать данные измерительных модулей с регистратора сигналов на блок приема и регистрации, питания и средств визуализации.Equipping the measuring unit of the telemetry complex with a Wi-Fi communication module with support for wireless network technology allows transmitting data from the measuring modules from the signal recorder to the receiving and recording unit, power supply and visualization equipment.
Аккумуляторная батарея, входящая в состав измерительного блока, позволит обеспечить подачу электроэнергии в измерительные модули, стабилизаторы, регистратор сигналов и модуль связи Wi-Fi. В случае проведения кратковременных испытаний аккумуляторная батарея может являться резервным источником питания и основным. Это позволит упростить технологию монтажа и повысить эффективность устройства.The rechargeable battery, which is part of the measuring unit, will provide power supply to the measuring modules, stabilizers, signal recorder and Wi-Fi communication module. In the case of short-term tests, the storage battery can be a backup power source and the main one. This will simplify the installation technology and increase the efficiency of the device.
Оснащение блока приема и регистрации, питания и средств визуализации измерительными модулями для подключения датчиков измерения параметров работы невращающихся частей объекта измерений позволит применить устройство в практике исследований работоспособности систем судового валопровода. Одновременное подключение тензорезисторов и акселерометров к измерительным модулям измерительного блока на вращающихся частях объекта измерений и стационарных датчиков, таких как виброметры и инфракрасные датчики температуры на невращающихся частях, позволит расширить область применения телеметрического комплекса в части технического диагностирования валопроводов.Equipping the receiving and recording unit, power supply and visualization means with measuring modules for connecting sensors measuring the parameters of the operation of the non-rotating parts of the measurement object will make it possible to apply the device in the practice of researching the operability of ship shafting systems. Simultaneous connection of strain gauges and accelerometers to the measuring modules of the measuring unit on the rotating parts of the measuring object and stationary sensors, such as vibrometers and infrared temperature sensors on non-rotating parts, will expand the scope of the telemetry complex in terms of technical diagnostics of shafting.
Телеметрический комплекс технического диагностирования судового валопровода изображен схематично на чертеже (фиг.1). Устройство имеет: измерительный блок 1, содержащий ротор антенной системы (на чертеже не показан), в котором конструктивно закреплены высокочастотные антенны передачи данных и приемные антенны индукционного питания. В измерительном блоке 1 размещены контактные колодки антенн (на чертеже не показаны), измерительные модули и стабилизаторы питания 2, регистратор сигналов 3, модуль связи Wi-Fi 4 и аккумуляторная батарея 5. Соединение всех компонентов измерительного блока 1 выполняется одной объединительной платой, жестко закрепленной на испытываемом вале; статорный блок 6, содержащий держатель антенн 7, закрепленный на неподвижной части валопровода (на корпусе промежуточного подшипника, на чертеже не показан), в котором конструктивно закреплены принимающая высокочастотная антенна и передающая антенна для индукционной накачки питания (на чертеже не показаны); блок приема и регистрации, питания и средств визуализации 8, который имеет модуль усиления, согласования, управления и демодуляции сигналов 9, электрически соединенный с измерительными модулями невращающихся частей 10 и ЭВМ 11 (персональным компьютером оператора).The telemetry complex for technical diagnostics of the ship shafting is shown schematically in the drawing (Fig. 1). The device has: a
Телеметрический комплекс работает следующим образом. Измерительный блок 1 неподвижно закреплен на вращающейся части объекта измерений (вале). Измерительные модули и стабилизаторы 2 получают данные с датчиков и измерительных преобразователей (тензорезисторов, акселерометров, виброметров), закрепленных на вале, обрабатывают и фильтруют их.The telemetry complex works as follows. The
Для хранения и резервного копирования данных измерений в измерительном блоке 1 дополнительно установлен регистратор сигналов 3, позволяющий записывать данные на твердотельный накопитель. Регистратор сигналов 3 может использоваться как замена высокочастотной антенной системы в случае необходимости проведения измерений в автономном режиме или при отсутствии связи по радиоканалу. В таком случае сигналы от измерительных модулей и стабилизаторов 2 будут передаваться по модулю связи Wi-Fi 4.For storage and backup of measurement data, a signal recorder 3 is additionally installed in the
Электропитание измерительного блока 1 осуществляется антенной индукционного питания при обеспечении электромагнитной совместимости комплекса. В случае электромагнитной несовместимости комплекса, питание осуществляется от аккумуляторной батареи 5. Батарея может являться единственным источником питания, в случае проведения кратковременных испытаний или необходимости упрощения монтажа телеметрического комплекса в труднодоступных местах.The power supply of the
Компактность и прочность измерительного блока 1 обеспечена использованием специальной технологии монтажа на 8-ми слойных гибких платах и заливкой высокопрочными компаундами для достижения степени защиты оболочки IP67.The compactness and durability of the
Данные измерений с измерительного блока 1 могут передаваться в цифровом виде по каналу высокочастотных антенн на статорный блок 6 с антенной системой, содержащей держатель антенн 7, в котором конструктивно закреплены принимающая высокочастотная антенна и передающая антенна для индукционной накачки питания (на чертеже не показаны). Статорный блок 6 электрически соединен с блоком приема и регистрации, питания и средств визуализации 8.Measurement data from the
Блок приема и регистрации, питания и средств визуализации 8 оснащен модулем усиления, согласования, управления и демодуляции сигналов 9, в котором реализована система самодиагностики и диагностики состояния датчиков и кабельных линий и возможностью переключения на резервные группы датчиков при обнаружении повреждений. The unit for receiving and recording, power supply and visualization means 8 is equipped with a module for amplification, matching, control and demodulation of signals 9, which implements a system of self-diagnostics and diagnostics of the state of sensors and cable lines and the ability to switch to backup groups of sensors when damage is detected.
Измерительные модули для невращающихся частей 10 электрически связаны с модулем усиления, согласования, управления и демодуляции сигналов 9 и позволяют подключать к комплексу проводные датчики высокой чувствительности, которые измеряют параметры невращающихся частей, например виброметры, инфракрасные датчики температуры, датчики частоты вращения вала.Measuring modules for non-rotating parts 10 are electrically connected to the module for amplification, matching, control and demodulation of signals 9 and allow you to connect to the complex high-sensitivity wired sensors that measure the parameters of non-rotating parts, for example, vibrometers, infrared temperature sensors, shaft rotation speed sensors.
Программное обеспечение на ЭВМ 11 (персональном компьютере оператора) управляет работой измерительных модулей и стабилизаторов 2, регистратора сигналов 3, модуля связи Wi-Fi 4 и обеспечивает непрерывную запись и передачу данных между блоками 1, 6 и 8, а также позволяет организовать сбор и обработку данных тензометрирования. The software on the computer 11 (the operator's personal computer) controls the operation of the measuring modules and stabilizers 2, the signal recorder 3, the Wi-Fi 4 communication module and provides continuous recording and transmission of data between
Перед началом измерений оператор неподвижно закрепляет все компоненты измерительного блока 1 на вале при помощи системы хомутов или клея, затем в непосредственной близости размещает на неподвижной части статорный блок 6 и взаимно ориентирует антенны передачи данных и антенны индукционного питания при помощи держателя антенн 7. Оператор подключает статорный блок 6 к блоку приема и регистрации, питания и средств визуализации 8, подключает питание, осуществляет калибровку датчиков и проверку работоспособности телеметрического комплекса, после чего комплекс готов к эксплуатации. Оператор осуществляет инициализацию оборудования, запуск и окончание передачи данных, обработку результатов, визуализацию данных и экспорт.Before starting measurements, the operator fixedly fixes all the components of the
Предлагаемая конструкция телеметрического комплекса позволяет подключать и снимать показания с датчиков и измерительных преобразователей (тензорезисторов, виброметров, инфракрасных датчиков температуры, датчиков частоты вращения и других) как на вращающихся частях объекта измерений, так и на стационарных, неподвижных. Применение антенной системы для передачи данных измерений и питания позволяет зарегистрировать динамические процессы во всем необходимом диапазоне частот. Резервирование данных на твердотельном накопителе и передача по радиоканалу Wi-Fi позволяет применить телеметрический комплекс для проведения ресурсных испытаний, исследований работоспособности систем судового валопровода и проведения торсиографирования. Конструкция телеметрического комплекса позволяет расширить диапазон его использования в части регистрации параметров работы вращающихся валов и неподвижных частей судового валопровода в разных условиях эксплуатации, а также технического диагностирования элементов судовых энергетических установок. Усовершенствованная конструкция комплекса позволяет обеспечить испытания и дополнительно осуществлять регистрацию сигналов при потере антенной связи и электропитания.The proposed design of the telemetry complex allows you to connect and take readings from sensors and measuring transducers (strain gauges, vibrometers, infrared temperature sensors, rotational speed sensors and others) both on the rotating parts of the measurement object and on stationary, stationary ones. The use of an antenna system for transmitting measurement data and power supply allows registering dynamic processes in the entire required frequency range. Data backup on a solid-state drive and transmission over a Wi-Fi radio channel makes it possible to use a telemetry complex for endurance tests, studies of the performance of ship shafting systems and for toriography. The design of the telemetry complex makes it possible to expand the range of its use in terms of recording the operating parameters of rotating shafts and stationary parts of the ship's shafting under different operating conditions, as well as technical diagnostics of the elements of ship power plants. The improved design of the complex allows for testing and additionally registering signals in case of loss of antenna communication and power supply.
Положительный эффект предлагаемого устройства – предлагаемое устройство позволяет расширить диапазон использования телеметрического комплекса: регистрировать параметры работы подвижных и неподвижных частей системы судового валопровода для технического диагностирования.The positive effect of the proposed device - the proposed device allows you to expand the range of use of the telemetry complex: to register the parameters of the moving and stationary parts of the ship shafting system for technical diagnostics.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106890A RU2761142C1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Telemetry complex of technical diagnostics of the ship's shaft line |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106890A RU2761142C1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Telemetry complex of technical diagnostics of the ship's shaft line |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020142224 Substitution | 2020-12-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2761142C1 true RU2761142C1 (en) | 2021-12-06 |
Family
ID=79174474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021106890A RU2761142C1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Telemetry complex of technical diagnostics of the ship's shaft line |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2761142C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU41171U1 (en) * | 2004-02-27 | 2004-10-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Астраханский государственный технический университет | ELECTROMECHANICAL DEVICE (STAND) FOR MODELING Torsional Oscillations of Ship's Machine-Moving Complexes |
RU2513120C2 (en) * | 2009-01-02 | 2014-04-20 | МАРТИН САЙНТИФИК ЭлЭлСи | Reliable system for transmitting data over wire conduit |
RU2688629C1 (en) * | 2018-05-10 | 2019-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "МЕРА" (ООО "НПП "МЕРА") | Digital non-contact multichannel telemetric system |
-
2021
- 2021-03-16 RU RU2021106890A patent/RU2761142C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU41171U1 (en) * | 2004-02-27 | 2004-10-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Астраханский государственный технический университет | ELECTROMECHANICAL DEVICE (STAND) FOR MODELING Torsional Oscillations of Ship's Machine-Moving Complexes |
RU2513120C2 (en) * | 2009-01-02 | 2014-04-20 | МАРТИН САЙНТИФИК ЭлЭлСи | Reliable system for transmitting data over wire conduit |
RU2688629C1 (en) * | 2018-05-10 | 2019-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "МЕРА" (ООО "НПП "МЕРА") | Digital non-contact multichannel telemetric system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2541542A1 (en) | Composite riser with integrity monitoring apparatus and method | |
US5262717A (en) | Method and apparatus for measuring electric motor efficiency and loading | |
CN105556239B (en) | Connector with driving side connection part and slave end connection part | |
CN203747582U (en) | Switch magnetic resistance motor with torque sensor | |
RU2761142C1 (en) | Telemetry complex of technical diagnostics of the ship's shaft line | |
CN101911717A (en) | Use communication media to carry out mutual moving and stationary body system | |
CN114878124B (en) | Vibration test system | |
RU2688629C1 (en) | Digital non-contact multichannel telemetric system | |
US7270007B2 (en) | Apparatus and method for reducing vibration | |
KR101827755B1 (en) | Torque measurement arrangement and method of rotating drives or machines | |
CN111706541A (en) | Method for measuring torque of cooling fan of tracked vehicle | |
CN210981601U (en) | Torque measuring device for industrial robot arm driving motor | |
JP2010160105A (en) | Vibration measuring instrument for rotating shaft | |
CN113834589A (en) | Capsule type motor rotor temperature measuring device | |
CN113670374A (en) | Parameter monitoring system and method for rotating part | |
JP3172814U (en) | Small data collection device | |
CN105424250A (en) | Rotating shaft instantaneous torque detection device and rotating shaft instantaneous torque detection method | |
CN113049039A (en) | Method for testing torque and temperature of clutch | |
CN201611290U (en) | Device for quickly measuring torque | |
KR20110014395A (en) | Method and system for measuring vibration generated in on-line turbine blades | |
JP2582160Y2 (en) | Belt block distortion measuring device | |
CN104180987A (en) | Large-power clutch performance test system | |
CN113237586B (en) | Temperature control torque measurement system and method | |
JP7267144B2 (en) | INFORMATION COLLECTION APPARATUS AND METHOD AND INFORMATION COLLECTION SYSTEM | |
CN221506169U (en) | Wireless marine shaft power instrument |