УСТРОЙСТВО ОМСД-02М ДЛЯ ВИБРОДИАГНОСТИКИ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ ХОДОВОЙ ЧАСТИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Полезная модель относится к технической диагностике, а более конкретно - к вибрационной диагностике подшипниковых узлов ходовой части железнодорожного подвижного состава.
Известно устройство для вибродиагностики - универсальная многофункциональная система диагностики механизмов ОМСД-02 (см. http//), предназначенное для определения технического состояния подшипников качения и зубчатых передач узлов локомотивов, грузовых, пассажирских вагонов и мотор-вагонного подвижного состава. Известное устройство содержит вибродатчики, устанавливаемые на диагностируемый объект, подключенные к входам усилителя заряда, выходы которого подключены к входам многоканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП) L-761, плата которого встроена в IBM-совместимый компьютер типа "Pentium IV".
Известное устройство для вибродиагностики является наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели и выбрано в качестве ближайшего аналога (прототипа).
К недостаткам известного устройства следует отнести относительно невысокую точность измерения виброускорений, а также ограниченную применимость вследствие обязательного использования PCI шины.
Техническим результатом полезной модели является повышение точности измерений виброускорений и расширение технологических возможностей устройства.
,
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве ОМСД-02М для вибродиагностики подшипниковых узлов ходовой части железнодорожного подвижного состава, содержащем вибродатчики, устанавливаемые на диагностируемом объекте, подключенные к входам усилителей заряда, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и персональную электронную вычислительную машину (ПЭВМ), согласно полезной моделив качестве АЦП использован сигма-дельта АЦП, подключенный своими входами к выходам усилителей заряда, а выходом - через устройство сопряжения - к ПЭВМ.
Данная совокупность отличительных признаков устройства позволяет существенно повысить точность измерения виброускорений и расширить технологические возможности устройства за счет обеспечения возможности работы с компьютером, не имеющим PCI шины, например, ноутбуком, нетбуком, карманным ПК.
Указанная выше совокупность существенных признаков полезной модели на дату подачи заявки не известна в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия "новизна".
Заявляемая полезная модель может быть реализована промышленным способом с использованием известных технических средств и соответствует требованиям критерия "промышленная применимость".
Устройство ОМСД-02М (модернизированная ОМСД-02) для вибродиагностики подшипниковых узлов ходовой части железнодорожного подвижного состава содержит вибродатчики, устанавливаемые на диагностируемом объекте, подключенные к входам усилителей заряда. К выходам усилителей заряда подключен своими входами сигма-дельта аналого-цифровой преобразователь (АЦП), например, ADS 1100/10/12 фирмы Texas Instruments. Выход сигма-дельта АЦП через устройство сопряжения (специальные кабель и микросхема, входящие в комплект устройства) подключен к персональной электронной вычислительной машине (ПЭВМ).
Устройство работает следующим образом.
Вибродатчики устанавливают на испытуемый объект, например на буксовые узлы колесной пары рельсового транспорта. Колесная пара раскручивается и сигналы механической вибрации, возникающей при вращении буксовых подшипников, содержащие информацию о фактическом техническом состоянии поверхностей качения подшипников, преобразуются вибродатчиками в электрический заряд (измеряется в пикокулонах - пКл). Электрические заряды поступают на входы усилителей заряда, которые преобразуют заряд в напряжение (Вольт).
Таким образом, на выходе усилителей заряда получают напряжение, пропорциональное виброускорению элементов подшипников буксовых узлов. Это напряжение поступает на сигма-дельта АЦП, где преобразуется в 16-ти разрядный цифровой сигнал, после чего оцифрованные сигналы передаются через устройство сопряжения в последовательный USB-порт ПЭВМ. В ПЭВМ с помощью специального программного обеспечения сигналы обрабатываются и анализируются на предмет определения наличия в них признаков дефектов в испытуемых объектах.
Использование в составе устройства вибродиагностики в качестве аналого-цифрового преобразователя сигма-дельта АЦП, входящего в состав преобразователя вибрационных сигналов (ПВС), обеспечивает повышение точности измерений виброускорений за счет лучшего соотношения сигнал/шум, большего динамического диапазона, а также улучшенной линейности АЧХ, характерных для сигма-дельта АЦП.
Переход от встроенного в компьютер АЦП L-761, работающего с шиной PCI, к встроенному в ПВС сигма-дельта АЦП, связанного с компьютером через USB интерфейс, придает гибкость возможной конфигурации устройства за счет возможности работы с компьютером, не имеющим PCI шины, например, ноутбуком, нетбуком, карманным ПК.
Вследствие снижения требований для сигма-дельта АЦП (по сравнениями с другими типами АЦП, в том числе и с АЦП, используемым в прототипе) по ограничению спектра входного сигнала полосой 0…Fд/2 (теорема Котельникова), отпадает необходимость в использовании устанавливаемого обычно перед АЦП аналогового ФНЧ с крутым спадом АЧХ за пределами полосы пропускания, что позволяет уменьшить массу и габариты изделия. Этому же способствует и значительное уменьшение емкости конденсатора интегратора, входящего в состав сигма-дельта АЦП.