УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИЙ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения и диагностики вибрационных параметров различных объектов, оборудования и сооружений.
Известен индуктивный датчик вибраций (Патент на полезную модель RU №162517, МПК G01H 11/02, 2016 г.), содержащий выполненный из магнитомягкого материала корпус с крышкой с расположенным внутри него изоляционным каркасом, подвижный постоянный кольцевой магнит, установленный по скользящей посадке на помещенном внутри каркаса стержне из немагнитного материала с магнитным подвесом, выполненным в виде двух соосно установленных неподвижных кольцевых магнитов, расположенных в торцах изоляционного каркаса и ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного постоянного магнита, и две намотанные на каркас включенные встречно катушки индуктивности.
Недостатком рассматриваемого устройства является низкая чувствительность и быстродействие измерений.
Известно устройство для измерения вибраций (Патент на полезную модель RU №184838, МПК G01H 11/02, 2018 г.), содержащее корпус с крышкой, подвижный кольцевой постоянный магнит с магнитным подвесом, выполненным в виде двух соосно установленных кольцевых магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного постоянного магнита, через которые проходит стержень, отличающееся тем, что на внешней поверхности немагнитопроводного корпуса установлена измерительная обмотка, при этом крышка, с неподвижно закрепленным в ней кольцевым постоянным магнитом, выполнена со сквозным отверстием, и на обращенных друг к другу поверхностях крышки, и корпуса выполнена резьба, а подвижный кольцевой постоянный магнит образует зазоры с корпусом и немагнитопроводным стержнем, заполненные магнитной жидкостью, при этом немагнитопроводный стержень выполнен полым и имеет хотя бы одно отверстие, расположенное между подвижным магнитом и магнитом, установленным в корпусе.
Недостатком рассматриваемого устройства является невозможность его дозаправки без проведения демонтажа, а также низкий диапазон настроек эксплуатационных параметров.
Техническим результатом предлагаемого устройства является возможность проведения дозаправки устройства без его демонтажа с действующего оборудования.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения вибраций, содержащем цилиндрический немагнитный корпус с крышкой снабженной отверстием, установленной с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения, подвижный кольцевой постоянный магнит с магнитным подвесом, выполненным в виде двух соосно установленных кольцевых магнитов, один из которых закреплен на крышке, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного кольцевого постоянного магнита, измерительную обмотку, магнитную жидкость в зазоре между подвижным кольцевым постоянным магнитом и корпусом, корпус снабжен основанием в форме диска с отверстием в центре, подвижный кольцевой постоянный магнит с магнитным подвесом размещены коаксиально на цилиндрической части корпуса, причем второй кольцевой магнит магнитного подвеса расположен на основании корпуса, а измерительная обмотка размещена в корпусе на немагнитопроводной катушке.
На чертеже представлено устройство для измерения вибраций.
Устройство для измерения вибраций содержит корпус из немагнитопроводного материала, состоящий из цилиндрической части 1 с основанием 2 в форме диска с отверстием в центре и крышкой 3 с отверстием 4. На внешней поверхности цилиндрической части 1 корпуса и внутренней цилиндрической поверхности крышки 3 выполнена резьба. Крышка 3 установлена на цилиндрической части 1 корпуса с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения. Внутри цилиндрической части 1 корпуса расположена измерительная обмотка 5 на немагнитопроводной катушке 6. Подвижный кольцевой постоянный магнит 7 с магнитным подвесом размещены коаксиально на цилиндрической части 1 корпуса. Магнитный подвес выполнен в виде двух соосно установленных кольцевых магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного постоянного магнита 7. Первый кольцевой магнит 8 магнитного подвеса закреплен на крышке 3. Второй кольцевой магнит 9 магнитного подвеса расположен на основании 2 корпуса. Подвижный кольцевой постоянный магнит 7 является чувствительным элементом и образует зазор с цилиндрической частью 1 корпуса, заполненный магнитной жидкостью 10, которая удерживается в нем пондеромоторной силой.
Работа устройства для измерения вибраций состоит в следующем.
Устройство для измерения вибраций крепят к диагностируемому оборудованию. При возникновении вибраций происходят колебания подвижного кольцевого постоянного магнита 7, который перемещается вдоль цилиндрической части 1 немагнитопроводного корпуса. В измерительной обмотке 5 наводится ЭДС, частота изменения которой пропорциональна частоте вибраций. Она обрабатывается электронным блоком и отражает параметры вибраций машин и механизмов. Силы отталкивания, создаваемые кольцевыми постоянными магнитами 8 и 9 магнитного подвеса, не допускают соприкосновения подвижного кольцевого постоянного магнита 7 с ними.
Регулирование чувствительности измерений при диагностике вибраций осуществляют за счет перемещения крышки 3 в осевом направлении изменяя расстояние между кольцевыми постоянными магнитами 8 и 9 магнитного подвеса. Это позволяет регулировать чувствительность и диапазон измеряемых вибраций. При уменьшении этого расстояния возрастают силы отталкивания, действующие на подвижный кольцевой постоянный магнит 7, снижается чувствительность измерений, а контролируемый диапазон частот переходит в низкочастотную область. При увеличении этого расстояния силы отталкивания, действующие на подвижный кольцевой постоянный магнит 7, уменьшаются, что приводит к повышению чувствительности измерений вибраций в области высоких частот.
Кроме этого, регулирование эксплуатационных параметров устройства может быть достигнуто за счет замены подвижного кольцевого магнита 7 (чувствительного элемента), магнитом с другими магнитными характеристиками.
Магнитная жидкость 10 заправлена в зазор, образованный подвижным кольцевым постоянным магнитом 7 и цилиндрической частью 1 корпуса и обеспечивает его удержание без касания поверхностей подвижного кольцевого постоянного магнита 7 и корпуса. При этом подвижный кольцевой постоянный магнит 7 может перемещаться, вдоль оси цилиндрической части 1 немагнитопроводного корпуса с минимальной величиной трения, что повышает чувствительность измерений при вибрации оборудования.
Размещение подвижного кольцевого постоянного магнита 7 с магнитным подвесом коаксиально на снаружи цилиндрической части 1 корпуса позволяет избежать перепада давлений и обеспечивает возможность дозаправки и перезаправки устройства без его разборки и демонтажа с действующего оборудования.
Предлагаемую конструкцию целесообразно использовать для диагностики и измерения уровня вибраций технических объектов, в частности агрегатов атомных, тепловых и гидроэлектростанций, железнодорожного полотна, мостов, авиационных двигателей.