пропорційний прискоренню:
, (4.1)
де d - п'єзомодуль пьезоелемента;
Q - заряд;
K - коефіцієнт перетворення по заряду.
Величини маси і жорсткості пружного елемента визначають власну частоту датчика. Ця частота повинна бути значно (зазвичай вдвічі) вище максимальної частоти вимірюваної вібрації. На частотах, значно менших резонансної частоти загальної системи маса-пружина, прискорення акселерометра ідентично прискоренню його заснування і, отже, генерований акселерометром електричний сигнал пропорційний прискоренню впливають на нього механічних коливань. В області резонансу порушується пропорційність між вихідним сигналом пьезодатчика і прискоренням механічних коливань агрегату.
В даний час на захист газоперекачувальних агрегатів включають наступні системи моніторингу вібрації:
- «ІВ-Д-ПФ» і «КСА - 15»;
- «Вектор-П»;
- «Рубін-М1»;
- «СВКА - 1».
Наведемо короткий опис основних систем вибромониторинга.
Апаратура віброконтроля типу «СВКА - 1» являє собою пристрій, принцип дії якого заснований на перетворенні механічного коливання в електричний сигнал. Вхідні до складу апаратури вимірювальні канали дозволяють вимірювати віброприскорення (миттєве значення), віброшвидкість (СКЗ і миттєве значення), вібропереміщення (розмах), осьове переміщення.
Стаціонарний комплекс вібраційного контролю типу «Рубін-М1» призначений для автоматичного відключення аварійного устаткування при виході параметра вібрації за аварійну уставку, виявлення дефектів, що зароджуються на ранній стадії їх розвитку, аналіз по складних алгоритмах в широкому частотному і динамічному діапазонах. Контрольовані параметри вібрації: загальний рівень вібрації в заданій смузі, спектри, смугові рівні вібрації, тимчасові сигнали, що огинає, пік-фактор.
Апаратура типу «ІВ-Д-ПФ» призначена для безперервного контролю вібрації і вібродіагностики двигуна АЛ - 31-СТ з видачею результатів контролю в систему автоматичного управління. Апаратура контрольно - сигнальна КСА - 15 призначена для безперервних вимірювань і контролю відносних вібропереміщень і осьових зрушень роторів відцентрових нагнітачів, а також сигналізації про перевищення заданих значень рівнів вібропереміщення і осьового зсуву [7].
Аналізатор типу «Вектор-П» - це багатофункціональний багатоканальне мікропроцесорний пристрій, що здійснює вимірювання параметрів вібрації і призначене для організації захисту, моніторингу та діагностики обертового устаткування. Аналізатор здійснює збір і обробку в реальному часі параметрів: СКЗ віброшвидкості, амплітуда віброшвидкості, розмах вібропереміщення, ПІК-фактор віброшвидкості і віброприскорення, пікове значення модуля вектора відносної вібрації, осьовий зсув, швидкості обертання.
Порівняльні характеристики засобів контролю вібрації наведені у таблиці 4.1.
Таблиця 4.1 - Порівняльна характеристика засобів контролю вібрації
ХарактерістікіАппаратура контролю вібрацііІВ-Д-ПФКСА - 5Вектор-ПСВКАРубін-М1Ізмереніе вібропереміщення ++++ Вимірювання віброшвидкості ++++ Вимірювання віброприскорення ++++ Вимірювання осьового зсуву ++++ Діапазон робочих частот, Гц5-50010-20000-200010-10002-25000Предел приведеної похибки вимірювання,% 85355Тіп використовуваного вібропреобразователяМВ - 46ВД - 16МВ - 46, ВД - 16АНС - 202МВ - 46, ВД - 16
Метою дипломного проекту було підвищення надійності роботи ГПА. Використовувана в даний час апаратура контролю вібрації типу «ІВ-Д-ПФ» не забезпечує достовірного отримання даних вибромониторинга тому, що в її складі відсутній контролер, здатний враховувати вплив датчика вібрації на кінцевий результат вимірювання.
Я пропоную використовувати в якості системи контролю вібрації аналізатор типу «Вектор-П». Так як датчик один і той же, то можна створити комп'ютерну модель первинного перетворювача, яка дозволяє враховувати власні коливання датчика, тим самим підвищуючи достовірність віброметріческой інформації і, як наслідок, збільшуючи ймовірність правильного спрацьовування системи ПАЗ.
4.3 Розробка комп'ютерної моделі датчика абсолютної вібрації
Пристрій і принцип дії датчика абсолютної вібрації розглянемо на прикладі однокомпонентного акселерометра з пружинним підвісом чутливого елемента (сейсмічної маси). Структурна схема акселерометра приведено малюнку 4.5.
Чутливий елемент 3 підвішений в корпусі приладу за допомогою пружини 2. Для демпфірування власних коливань чутливого елемента використовується повітряний демпфер 4. Вихідний сигнал, пропорційний вимірюваному прискоренню, знімається з пьезоелемента 5 за допомогою елект...
