RU2789297C1 - Torsiograph - Google Patents

Torsiograph Download PDF

Info

Publication number
RU2789297C1
RU2789297C1 RU2022103920A RU2022103920A RU2789297C1 RU 2789297 C1 RU2789297 C1 RU 2789297C1 RU 2022103920 A RU2022103920 A RU 2022103920A RU 2022103920 A RU2022103920 A RU 2022103920A RU 2789297 C1 RU2789297 C1 RU 2789297C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microprocessor
fixed
casing
output device
memory chip
Prior art date
Application number
RU2022103920A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Артем Владиславович Дьяченко
Дмитрий Георгиевич Конищев
Original Assignee
Артем Владиславович Дьяченко
Дмитрий Георгиевич Конищев
Filing date
Publication date
Application filed by Артем Владиславович Дьяченко, Дмитрий Георгиевич Конищев filed Critical Артем Владиславович Дьяченко
Application granted granted Critical
Publication of RU2789297C1 publication Critical patent/RU2789297C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to measuring equipment and may be used to diagnose condition of shafts and shaft lines in shipbuilding. Torsiograph contains a casing, a base in the form of a printed circuit board fixed on the bottom surface of the casing, on which a three-axis microelectromechanical accelerometer with built-in analog-to-digital converter, a microprocessor connected to the ADC, a memory chip connected to the microprocessor, an information output device made in the form of a LED graphic screen installed on metal legs and connected to the microprocessor, and a battery connected to a voltage regulator fixed to the side of the casing. The voltage regulator is connected to the microprocessor, accelerometer, memory chip, information output device and touch buttons on the metal legs to control the microprocessor, the casing has a transparent plastic cover with a toggle switch and a connector for information transfer and charging the battery and is rigidly fixed to the the shaft with mounting straps fitted with a ratchet lock.
EFFECT: invention increases the torsional vibration measurement accuracy.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для диагностирования состояния валов и валопроводов в судостроении.The invention relates to the field of measuring technology and can be used to diagnose the condition of shafts and shaft lines in shipbuilding.

Известно устройство для контроля крутильных колебаний (см. патент РФ №2044285, 1995), содержащее закрепляемый на объекте корпус, выполненный в виде двух сообщающихся сосудов, размещенный в корпусе инерционный элемент, источник света, световод, установленный в корпусе и оптически связанный с инерционным элементом, в качестве которого используется ртуть, и источником света, измерительный блок с фотопреобразователем.A device for controlling torsional vibrations is known (see RF patent No. 2044285, 1995), containing a housing fixed on an object, made in the form of two communicating vessels, an inertial element placed in the housing, a light source, a light guide installed in the housing and optically connected to the inertial element , which uses mercury, and a light source, a measuring unit with a photoconverter.

Данное устройство имеет недостатки, заключающиеся в том, что невозможно измерение крутильных колебаний с частотой более 1 Гц и, кроме того, в нем используется вредный материал - ртуть.This device has the disadvantages that it is impossible to measure torsional vibrations with a frequency of more than 1 Hz, and, in addition, it uses a harmful material - mercury.

Наиболее близким по конструкции является электронно-механическое устройство (торсиограф) с аналого-цифровым преобразователем, выбранное в качестве прототипа (см. патент RU 60718 U1, 2007).The closest in design is an electronic-mechanical device (torsiograph) with an analog-to-digital converter, selected as a prototype (see patent RU 60718 U1, 2007).

Недостатками данного устройства являются: наличие проволочных тензорезисторов усложняет установку, настройку и калибровку устройства, устройство необходимо закреплять на свободном конце валолинии, что усложняет установку устройства, устройство имеет в составе механические части, изнашивающиеся при использовании.The disadvantages of this device are: the presence of wire strain gauges complicates the installation, adjustment and calibration of the device, the device must be fixed at the free end of the shaft line, which complicates the installation of the device, the device contains mechanical parts that wear out during use.

Технический результат - повышение точности измерения крутильных колебаний.The technical result is an increase in the accuracy of measuring torsional vibrations.

Он достигается тем, что известное устройство, содержащее корпус, исследуемый вал, дополнительно имеет основание в виде печатной платы, фиксированное на нижней поверхности корпуса, на котором установлены и фиксированы трехосевой микроэлектромеханический акселерометр с встроенным аналого-цифровым преобразователем, микропроцессор, соединенный с аналого-цифровым преобразователем, микросхему памяти, связанную с микропроцессором, устройство вывода информации, установленное на металлических ножках, выполненное в виде светодиодного графического экрана, и соединенное с микропроцессором, аккумуляторную батарею, соединенную со стабилизатором напряжения, фиксированным на боковой поверхности корпуса, при этом стабилизатор напряжения соединен с микропроцессором, акселерометром, микросхемой памяти, устройством вывода информации и сенсорными кнопками на металлических ножках для управления микропроцессором и соединенные с ним, корпус снабжен крышкой из прозрачного пластика с тумблером и разъемом для передачи информации и зарядки аккумуляторной батареи и жестко фиксирован на исследуемом валу с помощью крепежных ремней, снабженных замком с трещоткой.It is achieved by the fact that a well-known device containing a housing, the shaft under study, additionally has a base in the form of a printed circuit board, fixed on the lower surface of the housing, on which a three-axis microelectromechanical accelerometer with a built-in analog-to-digital converter, a microprocessor connected to an analog-to-digital converter are installed and fixed. converter, a memory chip connected to the microprocessor, an information output device mounted on metal legs, made in the form of an LED graphic screen, and connected to the microprocessor, a storage battery connected to a voltage stabilizer fixed on the side surface of the housing, while the voltage stabilizer is connected to microprocessor, accelerometer, memory chip, information output device and touch buttons on metal legs to control the microprocessor and connected to it, the case is equipped with a transparent plastic cover with a toggle switch and a connector for transmitting information and charging the battery and is rigidly fixed on the test shaft with the help of fastening straps equipped with a ratchet lock.

Предлагаемое устройство схематично представлено на чертеже (фиг. 1 - вид сверху, фиг. 2 - крышка с тумблером и разъемом, вид сверху).The proposed device is schematically shown in the drawing (Fig. 1 - top view, Fig. 2 - cover with toggle switch and connector, top view).

Устройство состоит из корпуса 1, исследуемого вала 2, имеет основание в виде печатной платы 3, фиксированное на нижней поверхности корпуса 1, на котором установлены и фиксированы трехосевой микроэлектромеханический акселерометр 4 с встроенным аналого-цифровым преобразователем 5, микропроцессор 6, соединенный с аналого-цифровым преобразователем 5, микросхема памяти 7, соединенная с микропроцессором 6, устройство вывода информации 8, выполненное в виде светодиодного графического экрана (OLED-дисплей), установленное на металлических ножках (на чертеже не показаны) и соединенное с микропроцессором 6, аккумуляторная батарея 9, соединенная со стабилизатором напряжения 10, фиксированным на боковой поверхности корпуса 1, при этом стабилизатор напряжения 10 соединен с микропроцессором 6, акселерометром 4, микросхемой памяти 7, устройством вывода информации 8 и сенсорными кнопками 11 на металлических ножках (на чертеже не показаны) для управления микропроцессором 6 и соединенные с ним, корпус 1 снабжен крышкой 12 из прозрачного пластика с тумблером 13 и разъемом 14 для передачи информации и зарядки аккумуляторной батареи 9. Корпус 1 жестко фиксирован на исследуемом валу 2 с помощью крепежных ремней 15, снабженных замком с трещоткой (на чертеже не показан).The device consists of a body 1, a shaft 2 under investigation, has a base in the form of a printed circuit board 3, fixed on the lower surface of the body 1, on which a three-axis microelectromechanical accelerometer 4 with a built-in analog-to-digital converter 5, a microprocessor 6 connected to an analog-to-digital converter 5, a memory chip 7 connected to the microprocessor 6, an information output device 8 made in the form of a light-emitting diode graphic screen (OLED display) mounted on metal legs (not shown in the drawing) and connected to the microprocessor 6, a battery 9 connected with a voltage regulator 10 fixed on the side surface of the housing 1, while the voltage regulator 10 is connected to the microprocessor 6, accelerometer 4, memory chip 7, information output device 8 and touch buttons 11 on metal legs (not shown) to control the microprocessor 6 and connected with it, building 1 equipped with a cover 12 made of transparent plastic with a toggle switch 13 and a connector 14 for transmitting information and charging the battery 9. The housing 1 is rigidly fixed on the investigated shaft 2 using fastening straps 15, equipped with a ratchet lock (not shown in the drawing).

Устройство работает следующим образом. Корпус 1 с крышкой 12 из прозрачного пластика закреплен на исследуемом валу 2 при помощи крепежных ремней 15, которые натягиваются с помощью замка с трещоткой. При нажатии на тумблер 13, подается питание от аккумуляторной батареи 9 на стабилизатор напряжения 10. От стабилизатора напряжения 10 подается питание на микропроцессор 6, акселерометр 4 с встроенным аналого-цифровым преобразователем 5, сенсорные кнопки 11, микросхему памяти 7, устройство вывода информации 8. На устройстве вывода информации 8 появляется индикация о результате прохождения самотестирования при включении и через несколько секунд отображается главное меню. После выбора режима «работа» с помощью сенсорных кнопок 11, устройство полностью готово к работе. Корпус 1, закрепленный крепежными ремнями 15, в точности воспроизводит вращательные движения исследуемого вала 2. Акселерометр 4, прошедший калибровку на заводе-изготовителе, воспринимает возникающие в исследуемом валу 2 ускорения, после чего встроенный аналогово-цифровой преобразователь 5 передает сигнал в микропроцессор 6, который после преобразования передает данные на микросхему памяти 7 и устройство вывода информации 8, в качестве которого используется OLED-дисплей. Для зарядки аккумуляторной батареи 9 и передачи информации на компьютер используется разъем 14.The device works as follows. The body 1 with a cover 12 made of transparent plastic is fixed on the test shaft 2 with the help of fastening belts 15, which are tightened with a ratchet lock. When the toggle switch 13 is pressed, power is supplied from the battery 9 to the voltage stabilizer 10. From the voltage stabilizer 10, power is supplied to the microprocessor 6, accelerometer 4 with a built-in analog-to-digital converter 5, touch buttons 11, memory chip 7, information output device 8. The output device 8 displays the result of the power-on self-test and after a few seconds the main menu is displayed. After selecting the "work" mode using the touch buttons 11, the device is completely ready for operation. The body 1, fixed with fastening straps 15, exactly reproduces the rotational movements of the shaft 2 under study. The accelerometer 4, which has been calibrated at the factory, perceives the accelerations occurring in the shaft 2 under study, after which the built-in analog-to-digital converter 5 transmits a signal to the microprocessor 6, which after conversion, it transfers data to the memory chip 7 and the information output device 8, which is used as an OLED display. Connector 14 is used to charge the battery 9 and transfer information to the computer.

Использование трехосевого микроэлектромеханического акселерометра с встроенным аналого-цифровым преобразователем позволяет получать более точные результаты измерений крутильных колебаний и не калибровать устройство при установке. Микропроцессор оперативно обрабатывает полученные с акселерометра данные и передает их на микросхему памяти и устройство вывода информации. Микросхема памяти хранит полученные данные длительное время. Устройство вывода информации позволяет осуществлять мониторинг за режимом работы торсиографа. Аккумуляторная батарея позволяет накапливать энергию с целью ее последующего использования для подачи питания на стабилизатор напряжения, который распределяет его между элементами устройства и стабилизирует напряжение. Сенсорные кнопки служат для удобства управления микропроцессором. Печатная плата позволяет разместить, зафиксировать и соединить между собой элементы устройства. Крышка из прозрачного пластика защищает элементы устройства от механических повреждений и позволяет управлять сенсорными кнопками и наблюдать за устройством вывода информации. Использование тумблера позволяет включать и отключать устройство. С помощью разъема заряжается аккумуляторная батарея и передается информация на компьютер. Применение крепежных ремней и замка с трещоткой позволяет зафиксировать устройство в любом месте исследуемого вала.The use of a 3-axis MEMS accelerometer with a built-in analog-to-digital converter allows for more accurate torsional vibration measurements without having to calibrate the device during installation. The microprocessor promptly processes the data received from the accelerometer and transfers them to the memory chip and the information output device. The memory chip stores the received data for a long time. The information output device allows you to monitor the operation mode of the torsiograph. The battery allows you to accumulate energy for the purpose of its subsequent use to supply power to the voltage regulator, which distributes it between the elements of the device and stabilizes the voltage. Touch buttons serve for convenience of management of the microprocessor. The printed circuit board allows you to place, fix and connect the elements of the device. The transparent plastic cover protects the device elements from mechanical damage and allows you to control the touch buttons and monitor the information output device. Using the toggle switch allows you to turn the device on and off. Using the connector, the battery is charged and information is transmitted to the computer. The use of fastening belts and a ratchet lock allows you to fix the device in any place of the investigated shaft.

Положительный эффект - предложенный торсиограф прост в использовании, позволяет с большей точностью измерять крутильные колебания валов и валопроводов в судостроении, судоремонте, а также измерение вибраций конструкций, без проведения калибровки устройства после установки его в любом удобном месте исследуемого объекта.A positive effect - the proposed torsiograph is easy to use, allows more accurate measurement of torsional vibrations of shafts and shafting in shipbuilding, ship repair, as well as measurement of structural vibrations, without calibrating the device after installing it in any convenient place of the object under study.

Claims (1)

Торсиограф, содержащий корпус, отличающийся тем, что дополнительно имеет основание в виде печатной платы, фиксированное на нижней поверхности корпуса, на котором установлены и фиксированы трехосевой микроэлектромеханический акселерометр с встроенным аналого-цифровым преобразователем, микропроцессор, соединенный с аналого-цифровым преобразователем, микросхема памяти, связанная с микропроцессором, устройство вывода информации, выполненное в виде светодиодного графического экрана, установленное на металлических ножках и соединенное с микропроцессором, аккумуляторная батарея, соединенная со стабилизатором напряжения, фиксированным на боковой поверхности корпуса, при этом стабилизатор напряжения соединен с микропроцессором, акселерометром, микросхемой памяти, устройством вывода информации и сенсорными кнопками на металлических ножках для управления микропроцессором и соединенные с ним, корпус снабжен крышкой из прозрачного пластика с тумблером и разъемом для передачи информации и зарядки аккумуляторной батареи и жестко фиксируется на исследуемом валу с помощью крепежных ремней, снабженных замком с трещоткой.A torsiograph containing a housing, characterized in that it additionally has a base in the form of a printed circuit board, fixed on the lower surface of the housing, on which a three-axis microelectromechanical accelerometer with a built-in analog-to-digital converter, a microprocessor connected to an analog-to-digital converter, a memory chip are installed and fixed, associated with the microprocessor, an information output device made in the form of an LED graphic screen, mounted on metal legs and connected to the microprocessor, a storage battery connected to a voltage stabilizer fixed on the side surface of the case, while the voltage stabilizer is connected to the microprocessor, accelerometer, memory chip , an information output device and touch buttons on metal legs for controlling the microprocessor and connected to it, the case is equipped with a transparent plastic cover with a toggle switch and a connector for transmitting information and charging acc. battery and is rigidly fixed on the test shaft using fastening straps equipped with a ratchet lock.
RU2022103920A 2022-02-15 Torsiograph RU2789297C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2789297C1 true RU2789297C1 (en) 2023-02-01

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU684331A1 (en) * 1978-02-01 1979-09-05 Предприятие П/Я В-8662 Electric torsiograph
RU60718U1 (en) * 2006-09-20 2007-01-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Астраханский государственный технический университет (ФГОУ ВПО АГТУ) ELECTRONIC-MECHANICAL DEVICE (TORSIOGRAPH) WITH ANALOG-DIGITAL CONVERTER
RU69992U1 (en) * 2007-06-29 2008-01-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Астраханский государственный технический университет (ФГОУ ВПО АГТУ) WIRELESS TORQUE SENSOR
RU2559131C2 (en) * 2009-11-30 2015-08-10 Снекма Method and device for monitoring of torsional oscillations of rotary shaft of turbine engine
US20160178464A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Rolls-Royce Corporation Torque sensor monitoring for gas turbine engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU684331A1 (en) * 1978-02-01 1979-09-05 Предприятие П/Я В-8662 Electric torsiograph
RU60718U1 (en) * 2006-09-20 2007-01-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Астраханский государственный технический университет (ФГОУ ВПО АГТУ) ELECTRONIC-MECHANICAL DEVICE (TORSIOGRAPH) WITH ANALOG-DIGITAL CONVERTER
RU69992U1 (en) * 2007-06-29 2008-01-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Астраханский государственный технический университет (ФГОУ ВПО АГТУ) WIRELESS TORQUE SENSOR
RU2559131C2 (en) * 2009-11-30 2015-08-10 Снекма Method and device for monitoring of torsional oscillations of rotary shaft of turbine engine
US20160178464A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Rolls-Royce Corporation Torque sensor monitoring for gas turbine engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI659200B (en) Force measurement system for sports equipment
ES2261825T3 (en) TORSION MOMENT TESTING DEVICE.
TWM484023U (en) Anti-dust structure of stress-sensitive screw
JP2009139187A (en) Torque measuring device
JP2007012019A (en) Sensor device
JP2004156937A (en) Diaphragm type load detection sensor and load detection unit, and electronic balance utilizing the same
RU2789297C1 (en) Torsiograph
JP2016508611A (en) Self-powered optical detector for mechanical instruments
US11555686B2 (en) Non-interdependent displacement measuring device for converting rotary motion to linear motion
JP2018009843A (en) Test system and hydraulic pump device
KR101458025B1 (en) A dynamic feature measuring apparauts for a static structure and a sensor module used to it
CN221484651U (en) Electronic tension meter capable of quantifying experimental data
EP2088407A1 (en) Load indicating system
KR200336521Y1 (en) Digital Torque Wrench
GB2368644A (en) Tester for applying tensile force to a fixing
KR100805329B1 (en) Pass by noise overview measurement equipment
CN102288139B (en) Height measuring instrument
JP3157773U (en) UV intensity recording device
CN218545667U (en) Dynamic strain calibrating device of foundation pile dynamic tester
CN209197724U (en) Digital display type inclination detecting device
CN2929656Y (en) Electronic measuring tool digital display module with back light form
KR101644103B1 (en) The Miniature Sensor for sensing vibrational noises between stairs
CN214373233U (en) Vibration device
RU55963U1 (en) TENZOMETRIC MOVEMENT SENSOR
KR102667667B1 (en) Mechanical exhaust gas temperature measuring device for marine internal combustion engines