Простой измеритель вибрации своими руками. Схема чувствительного датчика вибрации. Виброметры для измерения вибрации, воздействующей на человека

Как выбрать прибор для измерения вибрации

Простой измеритель вибрации своими руками. Схема чувствительного датчика вибрации. Виброметры для измерения вибрации, воздействующей на человека

Измерение вибрации – метод диагностики оборудования и конструкций, например станков, вентиляторов, котлов, трубопроводов и так далее. Из этой статьи вы узнаете, какие приборы применяются для виброметрии и какой инструмент лучше использовать в разных ситуациях.

Какой прибор контроля качества воздуха выбрать

Зачем измерять вибрацию

По уровню вибрации можно диагностировать состояние оборудования или конструкции. Если параметры вибрации отличаются от нормы, прибор нуждается в ремонте, наладке или изменении условий эксплуатации.

Вибрацию измеряют по трем параметрам: виброускорению, виброскорости и виброперемещению.

Виброускорение

Виброускорение характеризует состояние внутренних деталей оборудования, которые вызывают вибрации. Например, по виброускорению можно судить о состоянии ротора турбины или подшипников. Виброускорение измеряется в мм/сек2.

Виброскорость

Виброскорость – скорость перемещения контрольной точки вдоль оси измерения. По этому параметру судят о воздействии вибрации на опоры оборудования. Виброскорость измеряется в мм/сек.

Виброперемещение

Виброперемещение определяет границы смещения контрольной точки из-за вибрации. Измеряется в микрометрах или миллиметрах, показывает расстояние между пиками смещения контрольной точки.

Полученные с помощью виброметра или виброанализатора показатели виброускорения, виброскорости и виброперемещения сравниваются с табличными значениями. По отклонению показателей от нормы специалист определяет состояние оборудования.

Измерения проводятся в трех направлениях: поперечном, осевом и вертикальном. Превышение нормы вибрации в поперечном направлении говорит о дисбалансе оборудования. Превышение нормы в осевом направлении говорит о расцентровке оборудования. Повышенная вертикальная вибрация говорит о выходе из строя опор или фундамента.

Какими приборами можно измерить вибрацию

Вибрацию можно измерить с помощью виброметров и виброанализаторов. Особенности этих приборов рассмотрены ниже.

Что такое виброметр

Виброметр – прибор для измерения виброскорости. Современные цифровые виброметры могут измерять виброускорение и виброперемещение.

Виброметры оснащаются пьезоэлектрическими датчиками, которые во время измерения прикрепляются к оборудованию. Для измерения вибрации специалист выбирает режим виброскорости, виброускорения или виброперемещения, включает прибор и сохраняет полученные данные в памяти или записывает в журнал измерений.

Также виброметры поддерживают режим высокочастотного измерения вибрации. Он позволяет судить о состоянии подшипников оборудования.

Виброметр Fluke

Современные виброметры кроме измерения вибрации определяют дополнительные параметры. Например, Fluke 805 измеряет температуру подшипников.

Что такое виброанализатор

Виброанализатор – более сложный измерительный прибор по сравнению с виброметром. Анализатор выполняет все функции виброметра, то есть измеряет виброскорость, виброперемещение и виброускорение.

В отличие от виброметра, виброанализатор позволяет отслеживать вибрацию в динамике. Прибор отображает на экране или сохраняет в памяти графики изменения вибрации. То есть с помощью виброметра можно измерить вибрацию в конкретный момент времени, а с помощью анализатора можно оценить изменение этого параметра.

Виброанализаторы выполняют сложные дополнительные операции. Например, с помощью виброанализатора можно рассчитать вес груза, который необходимо использовать для балансировки детали оборудования.

Для этого нужно измерить исходную вибрацию, прикрепить на деталь пробный груз и измерить контрольную вибрацию. Затем в прибор нужно ввести массу пробного груза.

Анализатор на основе данных об исходной и контрольной вибрации и массе пробного груза рассчитает вес груза, нужный для балансировки детали.

Виброанализатор

Какой прибор для измерения вибрации выбрать

В первую очередь нужно выбрать между виброметром и виброанализатором. Если функциональности виброметра недостаточно, нужно определиться с типом нужного вам виброанализатора.

Виброметр или виброанализатор: что выбрать

Виброметр – относительно недорогой прибор с базовой функциональностью. Его используют для оценки исправности оборудования или конструкций. Такой прибор подойдет для начальника цеха или мастера, а также представителя контролирующих органов.

Фактически с помощью виброметра можно решить следующие задачи:

  • Оценить уровень вибрации и определить отклонение показателей от табличных норм.
  • Определить вид дефекта: дисбаланс, расцентровка или дефект опор.
  • Определить состояние подшипников.

Если вы занимаетесь ремонтом оборудования и пусконаладочными работами, понадобится виброанализатор. С помощью этого прибора можно определить детали и агрегаты, которые вызывают повышенную вибрацию и требуют ремонта. Также виброанализаторы позволяют балансировать оборудование.

Какой виброанализатор выбрать

Виброанализаторы бывают одно-, двух- и многоканальными. Чем больше каналов, тем более сложные измерения выполняет прибор.

Одноканальные виброанализаторы обычно используют для диагностики и балансировки оборудования. Это самый дешевый тип анализаторов.

Двухканальный анализатор – универсальное решение для специалистов, которые ремонтируют оборудование и занимаются пусконаладочными работами.

Многоканальные виброанализаторы используют в лабораториях и конструкторских бюро. Это сложные и дорогие приборы, которые нужны разработчикам оборудования и ученым.

Заключение

Если вы измеряете вибрацию для определения исправности оборудования, приобретайте относительно недорогие виброметры.

Если кроме диагностики оборудования вы занимаетесь ремонтом и наладкой, вам подойдет виброанализатор.

Для балансировки оборудования достаточно одноканального анализатора, а для точной диагностики и ремонта потребуется двухканальный прибор. Многоканальные виброанализаторы используют инженеры-разработчики.

Кроме функциональности прибора оценивайте надежность производителя. Например, компания Fluke считается производителем измерительного оборудования эталонного качества.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5b339849d7b02a00a9ac08bf/5bb30f573788e900a904727c

Датчики вибрации

Простой измеритель вибрации своими руками. Схема чувствительного датчика вибрации. Виброметры для измерения вибрации, воздействующей на человека

Перейти к выбору и покупке датчиков вибрации

Датчик вибрации (виброметр) – прибор, позволяющий определять параметры вибрационных явлений. Наиболее часто виброметры используются для определения:

  1. Виброскорости
  2. Виброускорения
  3. Виброперемещения

Проще говоря, если вибрирующий объект считать простым осциллятором, то виброметр позволяет получить сведения как о базовых параметрах его колебаний (частота и амплитуда), так и, в некоторых случаях, получить спектральную характеристику колебательного процесса.

Рисунок 1. Схема датчика вибрации.

Общая схема датчика вибрации содержит два основных блока (Рисунок 1): вибропреобразователь (1) и электронный блок обработки (2). Функциональное назначение первого блока – преобразование механических вибраций в электрический сигнал. Механизмов преобразования несколько:

  • Пьезоэлектрический
  • Оптический
  • Вихретоковый
  • Индукционный

Механизм преобразования в значительной мере определяет как характеристики прибора, так и его стоимость.

Второй блок – электронный блок обработки – служит для «расшифровки» полученного сигнала.

Как правило, на входе таких блоков стоит аналогово-цифровой преобразователь, и основная часть операций над сигналом производится уже в цифровом виде, что расширяет функциональные возможности процесса пост-обработки, улучшает помехоустойчивость и позволяет осуществлять вывод информации по внешнему интерфейсу.

При использовании на производстве стационарные виброметры могут входить в состав регулирующих систем в качестве датчиков обратной связи, для этих целей некоторые модели виброметров имеют аналоговый выходной сигнал (как правило, напряжение).

Для получения комплексной характеристики вибрационного процесса в состав измерительной системы может быть добавлен спектроанализатор. Если спектроанализатор многоканальный – он может служить основой распределённой системы вибрационной диагностики, содержащей более одного вибродатчика.

В настоящее время большинство виброметров относится к одному из двух типов:

  1. Оптический виброметр
  2. Пьезоэлектрический виброметр

Рассмотрим более подробно каждый тип датчиков.

Оптический виброметр

В основу работы оптического виброметра подобно ультразвуковым датчикам перемещения положен эффект Доплера. Прибор обычно содержит лазерный источник излучения, приёмную оптическую схему, а также электронную схему обработки (Рисунок 2).

При отражении излучения от неподвижного объекта длина волны принятого луча не отличается от истинной длины волны лазера.

Если объект перемещается вдоль оси излучения, происходит сдвиг длины волны отражённого излучения на некоторую величину (эффект Доплера), значение и знак которой несут информацию о скорости и направлении движения объекта, а используемая в составе приёмного оптического модуля интерферометрическая схема позволяет определить эту величину. Таким образом, колебания отражающей поверхности модулируют частотный сдвиг, и электронная обработка этого сигнала модуляции позволяет получить параметры вибрационных колебаний.

Рисунок 2. Схема оптического виброметра.

Несмотря на то, что в состав оптических виброметров входит источник лазерного излучения, такие приборы достаточно безопасны, поскольку за счёт высокой чувствительности приёмной оптической системы для проведения измерений достаточной оказывается весьма незначительная оптическая мощность.

Одним из основных достоинств оптических виброметров является то, что диагностика с их помощью может проводиться бесконтактно, при их использовании в стационарном измерительном комплексе требуется лишь однократная фокусировка на измеряемой поверхности. Кроме того, устройства этого типа обладают высокой точностью и быстродействием, поскольку лишены подвижных элементов. К недостаткам можно отнести довольно высокую цену.

Пьезоэлектрический виброметр

Как ясно из названия, в основу работы данного типа приборов положен пьезоэффект – явление возникновения разности потенциалов на пьезокристалле при его механической деформации. Внутри корпуса виброметра содержится инертное тело, подвешенное на упругих элементах, содержащих пьезоэлектрический материал (Рисунок 3).

Если корпус прибора прикреплён к вибрирующей поверхности, упругие элементы зарегистрируют колебания инертного тела, которое не прикреплено непосредственно к корпусу, а потому стремится сохранять своё первоначальное положение.

В целом, в данной конфигурации пьезоэлектрический виброметр есть не что иное, как акселерометр, и часто довольно сложно провести границу между этими видами чувствительных устройств.

Рисунок 3. Схема пьезоэлектрического виброметра.

Электрический сигнал с пьезокристалла, как правило, подаётся на аналогово-цифровой преобразователь, и его обработка осуществляется в цифровом виде.

В целом, как и в случае с оптическим виброметром, основным назначением приёмного чувствительного блока является преобразование вибрации в электрический сигнал, а характер его дальнейшей обработки определяется параметрами цифровой электронной схемы.

Основным недостатком этого класса приборов является необходимость соприкосновения чувствительной части с измеряемым объектом, что не всегда уместно в условиях производства. Кроме того, пьезоэлектрические приборы имеют, как правило, более узкий диапазон воспринимаемых частот, поскольку имеют механический тракт передачи вибрации, где максимальная частота определяется инертностью компонентов.

К достоинствам пьезоэлектрических виброметров можно отнести их относительно невысокую стоимость, а также относительно простое устройство, что обеспечивает надёжность и устойчивость к внешним воздействиям.

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже

Источник: http://www.DeviceSearch.ru.com/article/datchiki_vibracii

Виброметр. Контроль и регистрация виброперемещений

Простой измеритель вибрации своими руками. Схема чувствительного датчика вибрации. Виброметры для измерения вибрации, воздействующей на человека

Повышенная вибрация движущихся частей оборудования свидетельствует об опасных неисправностях в его функционировании. Определить ту тонкую грань, которая отделяет штатные, небольшие значения вибраций от тех, что могут вызвать поломку машины и даже ухудшение здоровья человека, помогут виброметры.

Принцип работы

Как и любой физический колебательный процесс, вибрация характеризуется двумя основными параметрами – частотой и амплитудой. Их совокупность определяет три величины, значения которых позволяет выполнить объективную оценку вибрации: виброперемещение, виброскорость и виброускорение.

Под виброперемещением понимают относительное изменение положения подвижного узла или агрегата в целом от его начального расположения. Соответственно, виброскорость оценивает динамику такого изменения, а виброускорение – интенсивность возрастания виброскорости.

Полезность виброметра зависит от его возможности определять все три вышеуказанных параметра. Происходит это в следующей последовательности:

  • Закреплённый в определённом месте датчик вибраций фиксирует исходный сигнал.
  • По короткому кабелю сигнал в виде колебаний передаётся на усилитель. Длина кабеля должна быть минимально допустимой.
  • Усилитель усиливает исходный сигнал, и перенаправляет его на устройство индикации (в современных виброметрах это либо жидкокристаллический индикатор – для переносных приборов, либо экран монитора – для стационарных).
  • Параллельно производится запись текущих показаний в блок памяти.

Для особо сложных сигналов, которые воспринимаются датчиком, в виброметрах предусматривается ещё и блок обработки информации. Там первичный сигнал очищается от шумов и стабилизируется. Для переносных виброметров обработанный сигнал может подаваться и через наушники.

Классификация

По способу приёма и последующей обработки виброметры подразделяются на:

  1. Переносные или стационарные (последние применяются преимущественно в лабораторных условиях, при испытании техники или при исследовании её опытных образцов).
  2. Контактные или бесконтактные. В виброметрам первого типа относят пьезоэлектрические, ёмкостные и электромагнитные виброметры, а ко вторым – лазерные, оптические и индукционные. В стационарных установках могут использоваться многоконтурные схемы оценки вибраций.
  3. Вибрографы и виброметры. Первые позволяют записывать сигнал от первичных датчиков, преимуществом вторых считаются компактность и быстрота оценки конечного результата, иногда даже в ущерб точности.
  4. Виброметры и виброанализаторы. Приборы второго типа – комбинированные, они позволяют, наряду с классическим, описанным выше, способом определения интенсивности вибраций, ещё разложить их на спектры, оценить износ подвижных элементов и даже определять зазор в подшипниковых узлах.
  5. Одно-, двух- и многоканальные. Многоканальные виброметры, в частности, могут оценивать износ и вибрацию элементов одновременно в нескольких точках измерений, либо по нескольким осям одновременно.

Кроме того, по весу и размерам виброметры классифицируются на портативные (размером не более смартфона), переносные и стационарные. Стационарные варианты предназначены для мониторинга особо ответственного оборудования, они закрепляются на нём и работают в непрерывном режиме. Остальные виды техники используют аккумуляторное или батарейное питание.

В дальнейшем рассматриваются наиболее распространённые виды указанных измерительных приборов, которые отвечают требованиям стандарта ISO 10818-1-97.

Пьезоэлектрические виброметры

Принцип действия таких приборов заключается в том, что на определённых участках измеряемого узла закрепляются датчики с пьезокристаллами, которые передают имеющиеся вибрации механическим путём.

Для этого предусматриваются высокочувствительные проволочки, а сами колебания передаются при помощи кристалла, сжимающегося и разжимающегося от воспринимаемых переменных давлений на него.

Первичное возбуждение кристалла производится переменным магнитным полем.

Для повышения точности замеров в пьезоэлектрических виброметрах предусмотрены:

  • Параллельно подключённая к кристаллу инертная масса, которая производит статическую балансировку прибора и сглаживает все посторонние вибрации (можно сказать, что этот элемент является своего рода электронным маховиком);
  • Электронный блок, предназначенный для получения обработки сигнала от пьезоэлемента.

Популярные отечественные виброметры типа ВК5М и ВВМ-311 используют именно пьезоэлектрический способ определения вибрации. При этом ВК-5М – более портативен, и с помощью магнитного держателя может быть установлен непосредственно на измеряемом объекте. Функция записи сигнала на какой-нибудь подключаемый внешний носитель у этих приборов отсутствует.

Пьезоэлектрические виброметры дёшевы, надёжны, характеризуются хорошей воспринимаемостью первичного вибросигнала, способны функционировать в любых внешних условиях. Их недостаток – необходимость в непосредственной установке на измеряемый объект, что не всегда возможно.

Магнитострикционные и электромагнитные виброметры

Принцип действия такой техники схож: и в том, и в другом случае колебания воспринимаются магнитом, и при помощи ферромагнитного проводника передаются далее на регистрирующий блок. Различие заключается лишь в том, что в первом случае электромагнит постоянно включён в электрическую цепь прибора, а во втором – только при замере параметров вибраций.

В качестве первичного датчика используется такой элемент колебательного контура как катушка индуктивности. Её встраивают в контактный держатель, который подносится с небольшим зазором к измеряемому объекту. Имеющиеся вибрации наводят в катушке вихревые токи Фуко, которые, в свою очередь, генерируют переменное электромагнитное поле.

Изменяющаяся индуктивность катушки пропорциональна интенсивности вибраций. Держатель снабжается диэлектрическим корпусом, что исключает влияние прочих факторов на индуктивность.

Далее, в зависимости от типа прибора, происходит либо передача амплитуды и частоты электромагнитного поля к блоку обработки информации, либо преобразование колебаний контура в сигналы оценки количественного уровня вибрации.

Виброметры, оценивающие вибрацию магнитострикционным методом, работают медленнее, поскольку колебания переменного электромагнитного поля обрабатываются более тщательно. В то же время, для оперативного определения уровня вибраций с резко изменяющимися амплитудой и частотой, удобнее электромагнитные виброметры.

Типичными представителями этого класса измерительной техники являются приборы Янтарь М и СМ 21.

Сравнительный анализ эффективности виброметров различного типа

Выбор виброметра производят, принимая во внимание удобства его использования, точность определения амплитуды и частоты виброперемещений, скорости получения данных по виброскорости и виброускорению, а также практических границах использования, зависимости от условий, в которых проводятся измерения и возможностью фиксирования конечного результата.

По последнему из перечисленных параметров несомненные преимущества имеют лазерные виброметры от Vela (Испания), OMS (США) или отечественный «Кварц». Недостаток такой техники – высокая цена, а также необходимость квалифицированного обслуживания и тарировки. Однако записью на USB-носитель обладают акустический виброметр Fluke-806 (Германия) и отечественный прибор СМ-21.

Сопоставительная таблица возможностей современных измерителей уровня вибрации приведена ниже:

Модель прибораДиапазон измеренияПогреш-ность, %Темп-ерату-рный диапа-зон работы, °СПитание
Вибропере-мещений, мкмВиброско-ростей, мм/сВиброус-корений, мм2/с
ВК-5М1…7000,1…700,1…10До ±10%-10…+50Батарейное
ВВМ-3111…10000,05…1000,1…10До ±10%Нет данныхБатарейное
СМ-211…10000,1…1000,1…100До ±5%-40…+300Батарейное
Янтарь-5М6…4801…1501…2006…10%-10…+50Аккумулятор
Fluke-8051…1000,1…1000,1…50До ±10%-20…+50Батарейное

Источник: https://proinstrumentinfo.ru/vibrometr-vk-5m-sm-21-yantar-m-fluke-805-vvm-311/

Датчик вибрации своими руками – Справочник металлиста

Простой измеритель вибрации своими руками. Схема чувствительного датчика вибрации. Виброметры для измерения вибрации, воздействующей на человека

В системах безопасности при охране периметра или контроля целостности стен помещений, окон, дверей, сейфов используется вибрационный извещатель.

Основная задача датчика обнаружение вибраций и выдача тревожного сообщения, если они будут похожи на колебания, возникающие при попытках взлома или разрушения охраняемого объекта. особенность извещателей, что они сообщают о незавершенных противоправных действиях, еще на стадии попыток.

Область применения вибрационных извещателей

Вибрационные датчики различаются по принципу действия, поэтому область их применения также не совпадают.

Извещатели, использующие в качестве чувствительного элемента кабель, применяются как вибрационные средства обнаружения для охраны периметра любых объектов.

Вибрационный извещатель на месте службы

Это могут быть ограждающие сооружения аэродромов, электростанций, водозаборов, колоний и прочих организаций с ограниченным доступом.

Пьезоэлектрические датчики используются для защиты сейфов, банковских хранилищ и других помещений требующих особой охраны.

Их применяют и для предупреждения актов вандализма, устанавливая на витринах, окнах, телефонных шкафах, банкоматах.

Достоинства и недостатки

Преимуществами вибрационных датчиков являются:

  1. обнаружение нарушителей на ранней стадии;
  2. возможность контроля протяженных участков периметра кабельными сенсорами;
  3. низкие затраты на обеспечение безопасности длинных ограждающих конструкций;
  4. скрытность монтажа и использования;
  5. высокая чувствительность и помехозащищенность;
  6. точность определения зоны, в которой была попытка взлома или разрушения.

Недостатков связанных с принципом действия датчиков практически нет. Претензии можно предъявить только к конкретным моделям извещателей.

Конструкция вибрационного датчика

Если используется сенсорный кабель для охраны периметра, то конструкция представляет собой устройство из двух частей: чувствительного элемента в виде кабеля и обрабатывающего блока, представляющего собой электронный модуль, заключенный в пластиковую коробку.

Пьезокерамические извещатели выглядят как небольшие коробки, сенсор и блок обработки сигналов находятся в одном боксе.

Некоторые системы являются многопозиционными, когда обрабатывающий блок один, а сенсоров много.

Конструкция вибрационного датчика

Если датчики являются беспроводными, то они имеют модуль передачи информации по Wi-Fi или GSM.

Последние модели имеют микропроцессорный блок управления, который позволяет осуществлять цифровую обработку сигналов с использованием сложных алгоритмов, учитывающих не только частоту и амплитуду, но и спектр колебаний.

Особенности использования вибрационных датчиков

Монтировать вибрационные датчики нужно изнутри охраняемого объекта. Места монтажа должны быть безопасными с точки зрения случайного повреждения.

Для обнаружения нарушения периметра в зоне окон или других светопрозрачных элементов датчик может жестко фиксироваться прямо на стекло или окружающие ограждающие конструкции, если имеется плотный контакт с рамами.

При установке датчиков на двери не из сплошного массива, необходимо изнутри прибить к ним лист фанеры. Извещатель должен монтироваться на ней, обязательно рядом с замком.

Установка вибрационного датчика на сейф

Если стены обшиты гипсокартоном, то датчики нужно устанавливать на капитальных ограждающих поверхностях.

Для этого сверлится отверстие в стене, и сенсор устанавливается на стальном анкере.

Заключение

Системы вибрационного контроля после монтажа требуют дополнительной настройки под конкретные условия охраняемого объекта.

Поэтому в соответствии с инструкцией необходимо ввести необходимые параметры и провести требуемые операции.

: Шорох 3 — Извещатель охранный с датчиком наклона

Источник: https://bezopasnostin.ru/ohrannaya-signalizatsiya/vibratsionnyj-izveshhatel-printsip-raboty-osobennosti.html

Датчики вибрации

Перейти к выбору и покупке датчиков вибрации

Датчик вибрации (виброметр) – прибор, позволяющий определять параметры вибрационных явлений. Наиболее часто виброметры используются для определения:

  1. Виброскорости
  2. Виброускорения
  3. Виброперемещения

Проще говоря, если вибрирующий объект считать простым осциллятором, то виброметр позволяет получить сведения как о базовых параметрах его колебаний (частота и амплитуда), так и, в некоторых случаях, получить спектральную характеристику колебательного процесса.

Рисунок 1. Схема датчика вибрации.

Общая схема датчика вибрации содержит два основных блока (Рисунок 1): вибропреобразователь (1) и электронный блок обработки (2). Функциональное назначение первого блока – преобразование механических вибраций в электрический сигнал. Механизмов преобразования несколько:

  • Пьезоэлектрический
  • Оптический
  • Вихретоковый
  • Индукционный

Механизм преобразования в значительной мере определяет как характеристики прибора, так и его стоимость.

Второй блок – электронный блок обработки – служит для «расшифровки» полученного сигнала.

Как правило, на входе таких блоков стоит аналогово-цифровой преобразователь, и основная часть операций над сигналом производится уже в цифровом виде, что расширяет функциональные возможности процесса пост-обработки, улучшает помехоустойчивость и позволяет осуществлять вывод информации по внешнему интерфейсу.

При использовании на производстве стационарные виброметры могут входить в состав регулирующих систем в качестве датчиков обратной связи, для этих целей некоторые модели виброметров имеют аналоговый выходной сигнал (как правило, напряжение).

Для получения комплексной характеристики вибрационного процесса в состав измерительной системы может быть добавлен спектроанализатор. Если спектроанализатор многоканальный – он может служить основой распределённой системы вибрационной диагностики, содержащей более одного вибродатчика.

В настоящее время большинство виброметров относится к одному из двух типов:

  1. Оптический виброметр
  2. Пьезоэлектрический виброметр

Рассмотрим более подробно каждый тип датчиков.

Виброметр. Виды и работа. Применение и особенности

Простой измеритель вибрации своими руками. Схема чувствительного датчика вибрации. Виброметры для измерения вибрации, воздействующей на человека

Виброметр – это точный электронный прибор для фиксации показаний амплитуды и частоты вибраций различных объектов. Они применяются для тестирования условий производства, а также различного оборудования. Прибор является несложным в использовании и не требует специального обучения для применения.

Где используется виброметр

Использование виброметра позволяет определить состояние различного оборудования, которое имеет вращающиеся элементы. От полученных данных уровня вибрации можно судить об аварийном или тревожном состоянии объектов.

Практически все промышленное оборудование, которое соответствует требованиям ГОСТ, имеет стандартизированные показатели уровня вибрации в нормальном и критическом техническом состоянии.

Периодически проверяя установки с помощью виброметра можно судить об уровне износа деталей и делать прогнозирование необходимости капитального ремонта.

Также виброметры используются для контроля качества производства железобетонных и бетонных изделий. Технология выпуска такой продукции подразумевает, что цементный раствор с пластификатором для уплотнения поддается обработке вибрацией.

Чем лучше она будет произведена, тем плотнее получится изделие после застывания. Использование виброметра позволяет оценить насколько эффективно осуществляется уплотнение на этапе производства, не ожидая пока бетон застынет, и можно будет проверить его твердость.

К тому же, если контролировать только твердость готовых бетонных конструкций, то на показатель влияет не только на сколько эффективно работало производственное оборудование, но и концентрация цемента и качество материалов.

В связи с этим виброметры являются единственным точным оборудованием для контроля эффективности работы производственных установок без погрешности, вызываемых прочими факторами.

Вибрация весьма негативно сказывается на состоянии здоровья человека. Ее наличие приводит к нарушениям работы нервной системы и вредит суставам.

Люди, которые в связи со спецификой своей профессии с ней сталкиваются, гораздо чаще страдают бессонницей, головными болями и нарушениями координации, чем работники спокойного производства.

В связи с этим существуют санитарные нормы насчет уровня вибрации на рабочем месте. Таким образом, виброметры используются и для проведения контроля соответствия нормам охраны труда.

Виброметр нашел свое применение и в строительстве. Им пользуются при прокладке железнодорожных линий и метрополитена. С помощью виброметра можно измерить как реагируют мосты и эстакады на проезжающий транспорт. То же самое касается и стоящих зданий вблизи оживленных магистралей

Виброметры используются в авиации, а также автомобилестроении. С их помощью осуществляется проверка характеристик колебания внутри салона автомобиля или летательного аппарата.

При испытании данные собираются с обшивки, частей кузова и прочих элементов, чрезмерное дребезжание которых приводит к ускоренному ослаблению каркаса конструкции.

Используемые в подобных целях устройства отличаются от классических ручных моделей, поскольку они имеют много датчиков с проводами, которые подсоединяются к центральному считывающему виброметру.

Данное оборудование может снимать измерения по различному принципу в зависимости от своих конструктивных особенностей. По этому критерию виброметры разделяют на четыре группы:

  • Пьезоэлектрические.
  • Оптические.
  • Вихретоковые.
  • Индукционные.

Пьезоэлектрические

Данное оборудование работает по физическому принципу под названием пьезоэффект. В корпусе такого виброметра имеется инертное тело, подвешенное на эластичных растяжках.

Поскольку они содержат пьезоэлектрические материалы, то по уровню их деформации проводится считывание сигнала, колебание которого соответствует вибрации, воздействующей на них.

Данный метод является весьма точным, но подобное оборудование требует непосредственного контакта с поверхностью измерения. Такой виброметр имеет узкий частотный диапазон.

Точнее всего можно получить данные, если прикладывать устройство к вибрирующему объекту вертикально, поскольку убирается гасящий эффект от руки, которая придавливает прибор. При снятии показаний вертикально наблюдается погрешность. Ее уровень незначительный, поэтому пьезоэлектрические устройства являются вполне распространенными.

Оптические

Виброметр оптического или лазерного типа оснащается светочувствительным датчиком, который воспринимает световой луч. Принцип действия подобного оборудования заключается в том, что отправляемый на объект измерения луч отбиваясь поддается диагностике.

Если направить прибор на спокойное тело, то длина отправленного и отбитого луча является совершенно одинаковой. Если же поверхность дребезжит, то это фиксируется датчиком, который проводит расчет показателей изменения в единицу выражения вибрации.

Данное оборудование является весьма точным, а главное не требует непосредственного контакта с измеряемой поверхностью. Оно быстро позволяет получить измерительные данные без необходимости длительных замеров.

Вихретоковые

Выхретоковый виброметр также позволяет проводить бесконтактное измерение, но только при работе с токопроводящим объектом. Подобное оборудование является одним из самых сложных в реализации, поскольку содержит множество элементов. Оно оснащается катушкой, диэлектрическим элементом и различными датчиками.

С такой установкой можно измерить колебания электродвигателя, турбины, компрессора и подшипников. Такие виброметры позволяют измерить прямое смещение и уровень поперечных биений вала.

Стоит отметить, что это узкоспециализированный прибор, который имеет высокую погрешность, если его применять не в идеальных условиях.

Индукционные

Индукционные виброметры оснащаются датчиками сейсмического типа, их принцип действия похож на работу сейсмографа, с помощью которого осуществляется измерение силы землетрясений. Такое оборудование относится к более высокой ценовой категории, и не пользуется большой популярностью в связи с тем, что оно не лучше прочих типов виброметра, но при этом стоит дороже.

Классификация устройств

Проводя классификацию виброметров следует в первую очередь разделить их на переносные и стационарные приборы.

Стационарные используются в лабораторных условиях при испытании различного оборудования и новых образцов, которые не запущены в промышленное производство, а также для контроля качества и поверки. Переносные являются самыми выпускаемыми.

Они стоят дешевле, а пользоваться ими удобнее. Их можно взять с собою к объекту измерения и снять показатели вибрации. Стоит отметить, что переносные устройства по точности уступают стационарным.

Также виброметры разделяют по принципу снятия показателей. Они бывают контактными и бесконтактными. Контактные приборы в качестве исполнения являются более точными, чем бесконтактные. Это связано с тем, что если измерение проводится с помощью лазера, то наблюдаются небольшие погрешности, особенно у переносных моделей.

Также подобное оборудование отличается по количеству каналов измерения. Самые простые имеют один канал. Они позволяют получить один показатель с каждой точки фиксации. В отдельных случаях это является неудобным. К примеру, некоторые разновидности оборудования имеют различную степень вибрации на разных частях своей конструкции.

В связи с этим для получения данных о разнице замеров важно провести их снятие в один момент. В этом случае применяются многоканальные виброметры. Они позволяют одновременно диагностировать уровень вибрации на нескольких поверхностях. Такие устройства стоят дороже, но их применение на промышленных объектах более чем оправданно.

Виды по объекту измерения

Объекты измерений данного оборудования разделяются на две группы – оборудование и вибрация, влияющая на человека.

Виброметр, который применяется для измерения показателей колебания поверхности оборудования, является самым распространенным. С его помощью проводится диагностика промышленного оборудования, объектов строительства и прочих поверхностей.

Что касается устройств для фиксации вибрации, влияющей на человека, то они более редкие и используются уполномоченными органами, которые контролируют условия труда.

Такое оборудование проводит продолжительные замеры на протяжении рабочей смены сотрудника.

По результату полученных таким способом данных можно судить о негативном влиянии, которое получает организм рабочего, вынужденный в силу своих профессиональных обязанностей периодически подвергаться такому неблагоприятному воздействию.

Какие данные дают виброметры

Виброметр выдает числовые данные, которые выражаются в интегральном значении вибрации. Обычно она определяется виброскоростью. Данное понятие является значением вибрации, напрямую связанным с силой, которая ее вызывает. Этот показатель отображает амплитуду колебаний. Его выражение возможно в нескольких единицах измерения:

В каком именно показателе выдается результат особого значения не имеет, поскольку несложные физические формулы позволяют перевести число с одной единицы измерения в другую. Также существуют онлайн калькуляторы, которые делают это автоматически. Во многих моделях виброметров предусматривается возможность переключения между режимами измерения.

Похожие темы:

Источник: https://tehpribory.ru/glavnaia/pribory/vibrometr.html

Виброметр – простой прибор для измерения вибрации

Простой измеритель вибрации своими руками. Схема чувствительного датчика вибрации. Виброметры для измерения вибрации, воздействующей на человека
Измерение вибрации виброметром

Виброметр – это прибор для измерения параметров вибрации: виброускорения, виброскорости, виброперемещения и частоты колебаний. Он простой в использовании и не требует специальной подготовки.

Выделяют две группы виброметров:

  • для измерения вибрации вращающегося оборудования;
  • для измерения вибрации, воздействующей на человека для целей охраны труда.

Виброметры для измерения вибрации вращающегося оборудования

«ДПК-Вибро» в руке

Виброметр измеряет и оценивает вибрацию агрегатов с вращающимися частями. Это – двигатели, насосы, вентиляторы, генераторы. Вибрация таких агрегатов повторяется с каждым оборотом вала.

Виброметры измеряют интегральное значение вибрации (одно число). Самое популярное значение – СКЗ виброскорости, так как существуют стандарты для определения состояния агрегата по СКЗ виброскорости. Это число пропорционально мощности сил, вызывающих вибрацию агрегата.

Чаще всего вибрация в виброметрах измеряется в диапазоне 10 ÷ 1000 Гц. Этот диапазон указан в ГОСТ и позволяет измерять одинаковое значение вибрации на разных приборах.

Виброметр – это очень полезный прибор для оценки состояния оборудования. Максимальное значение вибрации, при котором состояние агрегата считается аварийным называется Норма.

Значение задаётся в паспорте на агрегат или в ГОСТ ИСО 10816-1-97. “Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях”.

Сравнение текущей вибрации с нормой позволяет оценить состояние агрегата.

Измерение виброметром

Измерение вибрации виброметром очень быстрое и не требует подготовительных работ. Можно измерить 100 агрегатов за смену с выдачей отчётов о состоянии оборудования на предприятии.

Значения вибрации, измеренные через некоторое время (например, через 1 месяц) позволяют строить прогноз развития вибрации и планировать сроки следующих ремонтов. Это даёт значительную экономию денег, по сравнению с плановыми ремонтами. Такая система планирования ремонтов используется в нашей программе Аврора-2000.

Значение вибрации, измеренное виброметром можно использовать и для диагностики дефектов агрегата. Например, по СКЗ виброскорости отлично диагностируется расцентровка и небаланс. Состояние крепления к фундаменту тоже проще оценить виброметром. Виброметром даже можно балансировать агрегат не используя отметчик фазы (метод трех пусков с пробными массами).

При этом виброметры значительно дешевле виброанализаторов и проще в работе. Однако, для изучения сложных случаев дефектов необходим виброанализатор и опыт вибродиагностики.

Виброручка ViPen

Самые маленькие виброметры имеют размер авторучки и управление одной кнопкой. Такие приборы называют виброручки.

СКЗ виброскорости на экране
Vibro Vision-2

Современные виброметры дополнительно имеют режимы измерения спектров и сигналов, память для сохранения замеров и передачи их в компьютер, режим измерения по маршруту, датчики температуры, оборотов и ударных импульсов от подшипников качения.

В виброанализаторах всегда есть режим виброметра. Он делается программно и не удорожает изготовление прибора.

Внутренний и внешний датчик

Виброметры имеют внутренний датчик вибрации, встроенный в корпус прибора или внешний датчик, подключённый к прибору проводом. Внутренний датчик – это компактность прибора, а внешний датчик позволяет измерить вибрацию в труднодоступных местах.

Мы выпускаем виброметры:

  • ViPen – виброметр-ручка с оценкой состояния подшипников и температурой
  • Виброметр-К1 – простой виброметр. Предназначен для проведения измерения вибрации в размерности СКЗ виброскорости (мм/с) в стандартном диапазоне частот от 10 до 1000 Гц
  • ДПК-Вибро – компактный виброметр.

    Кроме вибрации, умеет оценивать состояние подшипников качения, показывать сигналы и спектры и даже хранить их и передавать в компьютер (правда, всего несколько штук)

  • Vibro Vision – малогабаритный виброметр для контроля уровня вибрации с возможностью анализа сигналов и спектров. Уже устаревший, но всё ещё популярный прибор.

    Имеет встроенный в внешний датчик

  • Виброметры для измерения вибрации, воздействующей на человека

    Измерение такой вибрации используется в сфере охраны труда. Приборы отличаются от приборов для измерения вибрации вращающегося оборудования. Они называются виброметры-шумомеры.

    Прибор измеряет мощность вибрации за какой-то период времени, например, за рабочую смену, показывает мощность вибрации в полосах частот. Вибрация разных частот оказывает разное влияние на человека, поэтому используются нормирующие коэфициенты для частных полос. В дополнение шумомеры умеют измерять акустический шум на рабочем месте.

    Предельные значения вибрации нормируется СанПиНами. Библиотеку этих нормативных документов можно найти на сайте НТМ-Защита:

    www.ntm.ru/control/48

    Например:

    СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий»
    Настоящие Санитарные нормы устанавливают классификацию, нормируемые параметры, предельно допустимые значения производственных вибраций, допустимые значения вибраций в жилых и общественных зданиях

    МУ 3911-85 «Методические указания по проведению измерений и гигиенической оценки производственных вибраций»
    Указания устанавливают методы и условия проведения измерений и гигиенической оценки производственной вибрации на рабочих местах или в местах контакта с руками оператора для установления их соответствия санитарным нормам

    Наиболее известные российские компании-производители:

    НТМ-Защита www.ntm.ru

    ОКТАВА-ЭлектронДизайн www.octava.info/devices

    Не хватает информации ?

    Напишите мне свой вопрос, я отвечу Вам и дополню статью полезной информацией.

    Источник: https://vibrocenter.ru/vibrometr.htm

    Поделиться:
    Нет комментариев

      Добавить комментарий

      Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.