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 датчик вибраций (Патент на полезную модель RU 6236, МПК G01H 11/02, 1998 г. ), содержащий ферромагнитный корпус, закрепленную в нем измерительную катушку, инерционный элемент с постоянным магнитом, установленный на магнитном подвесе, включающем два постоянных магнита, размещенных соосно на противоположных торцах корпуса. Инерционный элемент снабжен двумя дополнительными постоянными магнитами, размещенными вдоль его оси по обе стороны от основного магнита с возможностью взаимодействия с постоянным магнитом подвеса, при этом все указанные магниты ориентированы одноименными полюсами навстречу друг другу, а основной магнит инерционного элемента охвачен магнитопроводом, выполненным в виде стакана с внутренним торцовым буртиком и полюсным наконечником, в радиальном зазоре между которыми размещена измерительная катушка.
Недостатками указанного датчика являются сложная конструкция, узкий частотный диапазон регистрации механических колебаний, низкая надежность и чувствительность.
Известен индуктивный датчик вибраций (Патент на полезную модель RU 162517, МПК G01H 11/02, 2016 г. ), принятый за прототип, 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 прототипа является низкая чувствительность и быстродействие измерений.
Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение чувствительности измерений при диагностике вибраций.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения вибраций, содержащем цилиндрический немагнитный корпус с крышкой, на помещенном внутри корпуса стержне из немагнитного материала размещены подвижный постоянный кольцевой магнит с магнитным подвесом, выполненным в виде двух соосно установленных в торцах корпуса кольцевых магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного постоянного магнита, на корпусе размещена измерительная обмотка, один из кольцевых магнитов закреплен на крышке, снабженной отверстием, ориентированным по оси, и установленной с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения, стержень выполнен полым и имеет хотя бы одно радиальное отверстие, расположенное ниже подвижного магнита, цилиндрические поверхности подвижного кольцевого постоянного магнита образует с корпусом и стержнем кольцевые зазоры, заполненные магнитной жидкостью.
Сущность полезной модели поясняется чертежом. Устройство для измерения вибраций содержит корпус 1 из немагнитного материала с крышкой 2. Внутри корпуса 1 по его оси установлен полый стержень 3, выполненный из немагнитного материала. На стержне 3 размещены подвижный постоянный кольцевой магнит 4 с магнитным подвесом, выполненным в виде двух соосно установленных в торцах корпуса 1 кольцевых магнитов 5, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного постоянного магнита 4. Подвижный кольцевой магнит 4, является чувствительным элементом измерительной обмотки 6, размещенной на корпусе 1. Один из кольцевых магнитов 5 закреплен на крышке 2, снабженной отверстием 7, ориентированным по оси. Крышка 2 установлена с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения. Полый стержень 3 и имеет хотя бы одно радиальное отверстие 8, расположенное ниже подвижного магнита 4. Цилиндрические поверхности подвижного кольцевого постоянного магнита 4 образует с корпусом 1 и стержнем 3 кольцевые зазоры, заполненные магнитной жидкостью 9.
Работа устройства для измерения вибраций состоит в следующем.
Немагнитный корпус 1 жестко крепится к оборудованию. При возникновении вибраций происходят колебания подвижного кольцевого магнита 4, который перемещается вдоль оси корпуса 1 и немагнитопроводного полого стержня 3. В измерительной обмотке 6 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 5, магнитного подвеса, не допускают соприкосновения подвижного кольцевого постоянного магнита 4 с ними. За счет осевого перемещения крышки 2 изменяется расстояние между кольцевыми магнитами 5 магнитного подвеса. Это позволяет регулировать чувствительность и диапазон измеряемых вибраций. При уменьшении этого расстояния возрастают силы отталкивания, действующие на подвижный магнит 4, снижается чувствительность измерений, а контролируемый диапазон частот переходит в низкочастотную область. При увеличении этого расстояния силы отталкивания, действующие на подвижный магнит 4, уменьшаются, что приводит к повышению чувствительности измерений вибраций в области высоких частот.
Магнитная жидкость 9 заправлена в кольцевых зазорах образованных между корпусом 1 и стержнем 3 с кольцевым подвижным магнитом 4 и обеспечивает его удержание без касания поверхностей корпуса 1 и стержня 3. При этом кольцевой подвижный магнит 4 может перемещаться внутри корпуса 1 с минимальной величиной трения, что повышает чувствительность измерений при вибрации оборудования.
Сквозное осевое отверстие 7, в крышке 2 и радиальное отверстие 8 в полом стержне 3 обеспечивают равенство перепада давлений во внутренних объемах корпуса и внешней среде, что способствует повышению чувствительности измерений.
Предлагаемую конструкцию целесообразно использовать для диагностики и измерения уровня вибраций технических объектов, в частности агрегатов атомных, тепловых и гидроэлектростанций, железнодорожного полотна, мостов, авиационных двигателей.