МНОГОЛУЧЕВОЙ ВИБРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к области виброметрии, а именно, к средствам измерения параметров вибрации, зависящих от структурного состояния металлоконструкций, вызванного преимущественно появлением микротрещин и других скрытых дефектов в результате их циклических нагрузок, и может быть использовано в конструкция, где применяются болтовых крепежные соединения, в частности, в мостовых конструкциях, а также в других металлических узлах.
Известны многокомпонентные вибропреобразователи содержащие корпус, прикрепленные к нем пьезоэлектрические сенсоры [А.с. СССР №1475375, G01Р 15/09, 1987].
Конструкции таких вибропреобразователей громоздки, поэтому их широкое использование в узлах устройств и соединениях металлоконструкций ограничено.
Известно наиболее близкое техническое решение к заявляемому многолучевому вибропреобразователю, содержащему корпус в виде пакета пластин и, закрепленные по образующей их поверхности равномерно, пьезоэлектрические сенсоры [А.с. СССР №1458833, G01р 15/09, БИ 1989, №6].
Недостатком этого устройства является большие габариты и низкая механическая прочность пакета пластин на растяжение и изгиб, в силу их пьезокерамического материала, поэтому при вибродиагностике параметров металлоконструкции этот вибропреобразователь не пригоден, поторый предназначен для работы на сжатие.
Сущность полезной модели заключается в том, что в многолучевом вибропреобразователе, содержащем металлический корпус и пьезоэлектрические сенсоры, закрепленные слоями на поверхности корпуса, корпус выполнен в виде шайбы, при этом на одной из торцевых поверхностей шайбы изготовлена по периферии окружная выточка, плоскость которой параллельна торцевым поверхностям шайбы, а сенсоры установлены на плоскости выточки в радиальных направлениях шайбы равноудаленных друг от друга, при чем глубина выточки изготовлена величиной гарантирующей не превышение ее высоты совместно с толщиной пьезоэлектрических сенсоров поверхности шайбы, размещенной со стороны плоскости выточки.
Преимуществом полезной модели является долговременная база базирование вибропреобразователь в составе крепежного соединения на металлоконструкциях, повышающая стабильность и достоверность результата измерения параметров вибрации.
На фиг.1 приведен общий вид многолучевого вибропреобразователя; на фиг.2 - вид сверху фиг.1.
Вибропреобразователь содержит корпус 1, пьезоэлектрические сенсоры 2, закрепленные равномерными слоями на корпусе, а корпус 1 выполненный в виде шайбы.
На одной из торцевых поверхностей шайбы изготовлена по периферии окружная выточка 3, плоскость параллельна торцевым поверхностям шайбы, а сенсоры размещены на поверхности выточки симметрично в радиальном направлении шайбы. Глубина выточки 3 изготовлена величиной, гарантирующей не превышение ее высоты совместно с толщиной сенсоров 2 поверхности шайбы, обращенной к выточке.
Шайбу изготавливают из металлического материала, а в качестве сенсоров 2 могут быть любые другие типы.
Работа вибропреобразователя.
При монтаже металлоконструкций устанавливают в их узлах болтовые крепежные соединения. В часть (или полностью) из соединений встраиваются многоцелевые вибропреобразователи в виде шайб, причем сплошной торцевой поверхностью шайбу размещают к поверхности металлоконструкции, а поверхностью, снабженной выточкой 3 с пьезоэлектрическими сенсорами 2, размещают к гайке (со стороны гайки). Затем болтовое соединение механических затягивает (завинчивают), создавая начальное механическое напряжение в шайбе и в пьезоэлектрических сенсорах, которое запоминается внешним индикатором, прикладываемым к сенсорам данной шайбе. Если в процессе эксплуатации металлоконструкции в ее материале возникают трещины или другие расслоения, то они вызывают механические нагрузки в материале конструкции, передающиеся к шайбе, а следовательно к сенсорам 2, за счет механического контакта между материала шайбы и металлоконструкции. Для увеличения чувствительности пьезоэлектрических сенсоров, которые воспринимают и преобразуют механические напряжения в электрический сигнал, часто регистрируют их сигналы в момент, когда на конструкцию, например, на мост воздействуют механическим возбудителем (по мосту движется локомотив, состав), создающим увеличенную вибрацию в болтовых соединениях. В этом случае параметры вибрации, например, амплитуда и др. увеличиваются.
По информации, полученной при начальном механическом напряжении в преобразователе, в процессе его эксплуатации с учетом усиливающего эффекта вибрационной нагрузки, судят о структурном состоянии металлоконструкции в ее локальных точках, где установлены преобразователи. Возможно при производстве измерений использование не естественных источников вибровозбуждения, а других искусственных ударных возбудителей механических напряжений в металлоконструкции.
Преимуществом полезной модели является постоянная база базирование вибропреобразователь в составе крепежного соединения на металлоконструкциях, повышающая стабильность и достоверность результата измерения параметров вибрации изделия в локальных его зонах.