УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГИДРОПРИВОДА

Полезная модель относится к области технических средств диагностирования гидроприводов машин и может быть использована для автоматизированного определения технического состояния гидроприводов любого назначения.
Известно устройство автоматизированного контроля технического состояния гидропривода [Патент на полезную модель RU 192531, опубл. 23.03.2019, бюл. №27], которое содержит корпус с закрепленными снаружи одним или двумя магнитами, предназначенными для закрепления на диагностируемом гидроприводе. Внутри корпуса имеются отсеки, в которых размещены электронный блок управления и обработки данных, источник питания постоянного тока для электронного блока управления и обработки данных в виде аккумулятора с системой контроля заряда и подзарядки, и не менее двух датчиков давления, соединенных с электронным блоком управления и обработки данных. Концы датчиков давления установлены в сквозных отверстиях корпуса и выполнены с резьбой для закрепления микрошлангов, соединяющих указанные датчики с контрольными точками гидропривода. Кроме этого, на корпусе устройства и аналогично на передней панели электронного блока управления и обработки данных смонтировано по четыре клавиши интерфейса ввода данных о давлении, расходе жидкости, частоте вращения вала гидронасоса гидропривода и температуре рабочей жидкости. На панели электронного блока управления и обработки данных выполнены разъемы для подключения внешних датчиков расхода рабочей жидкости, температуры жидкости и частоты вращения вала гидронасоса, а также интерфейсный разъем для подключения модуля передачи диагностических параметров в компьютер.
В качестве интерфейса передачи диагностических параметров в компьютер используется система Wi-Fi или радиомост.
Устройство по патенту RU 192531 компактно, удобно, энергонезависимо, позволяет диагностировать гидроприводы сложной структуры. Наличие в устройстве несколько датчиков давления позволяет контролировать перепады давления, потери мощности на участках гидропривода.
Однако при наличии в устройстве только единичных датчиков давления возникает погрешность в определении мощности, расхода жидкости путем перепада давления на участке диагностируемой гидросистемы.
Недостатком указанного устройства является также то, что крепление устройства осуществляется только с помощью магнитов. Для его монтажа на диагностируемой машине, поверхность которой выполнена из немагнитных материалов (например, пластика) дополнительно требуются специальные приспособления. В результате повышается трудоемкость диагностирования гидроприводов машин и увеличивается время диагностирования гидроприводов машин.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство для автоматизированного контроля технического состояния гидропривода [Патент на полезную модель RU 213317, опубл. 06.09.2022, бюл. №25], которое содержит корпус с закрепленным снаружи одним или двумя магнитами и механическими схватами, предназначенными для закрепления на диагностируемом гидроприводе. Внутри корпуса имеются отсеки, в которых размещены электронный блок управления и обработки данных, автономный источник питания постоянного тока для электронного блока управления и обработки данных в виде аккумулятора с системой контроля заряда и подзарядки и не менее двух датчиков давления, соединенных с электронным блоком управления и обработки данных. Концы датчиков давления установлены в сквозных отверстиях нижней поверхности корпуса и выполнены с резьбой для закрепления микрошлангов, соединяющих указанные датчики с контрольными точками гидропривода. Кроме этого, на корпусе устройства и аналогично на передней панели электронного блока управления и обработки данных смонтировано по четыре клавиши интерфейса ввода данных о давлении, расходе жидкости, частоте вращения вала гидронасоса гидропривода и температуре рабочей жидкости. На панели электронного блока управления и обработки данных выполнены разъемы для подключения внешних датчиков расхода рабочей жидкости, температуры жидкости и частоты вращения вала гидронасоса, а также интерфейсный разъем для подключения модуля передачи диагностических параметров в компьютер. Предусмотрен беспроводной интерфейс вывода диагностических параметров на компьютер.
Электронный блок управления и обработки данных снабжен платой анализатора спектра сигналов, а датчики давления дополнительно подключены к указанной плате. Устройство содержит дифференциальные датчики давления в количестве, не менее количества гидравлических источников диагностируемого гидропривода. Дифференциальные датчики давления установлены в отсеке корпуса и соединены с электронным блоком управления и обработки данных. Концы дифференциальных датчиков установлены в сквозных отверстиях боковой части корпуса и выполнены с резьбой для закрепления микрошлангов, соединяющих указанные датчики с контрольными точками гидропривода.
В качестве автономного источника питания для электронного блока управления и обработки данных использован аккумулятор с системой контроля заряда и подзарядки.
В качестве беспроводного интерфейса вывода диагностических параметров на компьютер использована система Wi-Fi или радиомост.
Устройство по прототипу компактно, удобно, энергонезависимо, позволяет диагностировать гидроприводы сложной структуры. Наличие в устройстве несколько единичных датчиков давления позволяет контролировать распределение давления, расхода, потери мощности на участках гидропривода.
Однако наличие в устройстве дифференциальных датчиков давления для определения расхода рабочей жидкости путем контроля перепада давления на участках диагностируемой гидросистемы требует дополнительных контрольных точек и их установки в гидролинию.
Использование единичных датчиков давления для определения спектра частот сигнала, а соответственно частоты вращения вала насоса, также требует установки дополнительных контрольных точек в напорные линии.
В результате повышается трудоемкость диагностирования и увеличивается время диагностирования гидроприводов машин.
Концы датчиков, установленные в сквозных отверстиях нижней поверхности корпуса, не позволяют устанавливать корпус устройства вертикально, поскольку возникает вероятность загрязнения или повреждения концов датчика. Это, в свою очередь, влияет на точность измерения и создает неудобства при эксплуатации устройства.
Поскольку датчики давления и электронный блок управления и обработки данных расположены в разных отсеках единого корпуса, осложняется монтаж, обслуживание и ремонт прибора.
Техническая задача, решаемая заявляемой полезной моделью, состоит в расширении функциональных возможностей устройства и улучшении его эксплуатационных свойств.
Технический результат при использовании устройства заключается в повышении быстродействия, достоверности диагностирования и точности измерения частоты вращения вала гидронасоса и расхода жидкости в гидролиниях.
Решение поставленной задачи и достижение технического результата достигаются следующим образом.
Заявляемое устройство, как и прототип, содержит корпус с закрепленными снаружи магнитным устройством и механическими схватами, электронный блок управления и обработки данных, снабженный платой цифровой обработки сигналов, и автономный источник питания для электронного блока управления и обработки данных. Как и прототип устройство содержит датчики давления в количестве не менее двух, подключенные к плате цифровой обработки сигналов электронного блока управления и обработки данных через автономный интерфейс. Концы датчиков установлены в сквозных отверстиях корпуса и выполнены с резьбой для закрепления микрошлангов, соединяющих датчики давления с контрольными точками гидропривода. Как и в прототипе имеется интерфейс ввода данных интерфейс ввода данных о расходе и температуре рабочей жидкости и интерфейс вывода диагностических параметров на компьютер.
В отличие от прототипа электронный блок управления и обработки данных дополнительно содержит плату беспроводного интерфейса для приема данных от внешних беспроводных датчиков частоты вращения вала гидронасоса и ультразвуковых расходомеров жидкости. Корпус заявляемого устройства выполнен Г-образного профиля, при этом электронный блок управления и обработки данных и автономный источник питания для электронного блока управления и обработки данных закреплены внутри Г-образного корпуса на его лицевой панели, а концы датчиков давления установлены в сквозных отверстиях на боковой панели Г-образного корпуса.
В качестве беспроводного интерфейса для ввода данных от внешних беспроводных датчиков частоты вращения вала и ультразвуковых расходомеров жидкости может быть использована система Wi-Fi или система Bluetooth.
В качестве автономного источника питания для электронного блока управления и обработки данных может быть использован, как и в прототипе, аккумулятор с системой контроля уровня заряда и подзарядки.
Наличие платы беспроводного интерфейса для приема данных от внешних беспроводных датчиков частоты вращения вала и ультразвуковых расходомеров жидкости позволяет проводить измерение частоты вращения вала гидронасоса без дополнительно устанавливаемых контрольных точек, что, в свою очередь, исключает из конструкции устройства дифференциальные датчики давления и тем самым упрощает конструкцию, снижает трудоемкость и повышает оперативность проведения диагностирования
Конструкция заявляемого устройства позволяет применить беспроводные быстросъемные датчики частоты вращения вала гидронасоса и беспроводные быстросъемные ультразвуковые расходомеры. Непосредственное измерение частоты вращения вала одного и более насосов без дополнительно устанавливаемых контрольных точек беспроводным быстросъемным датчиком частоты вращения вала гидронасоса и контроль расхода жидкости в гидролиниях беспроводным быстросъемным ультразвуковым расходомером снижает трудоемкость и повышает оперативность, быстроту проведения диагностирования.
Г-образный профиль корпуса и установка датчиков давления на боковой панели корпуса позволяют устанавливать корпус устройства вертикально, исключая загрязнения и повреждения концов датчиков. Расположение элементов внутри Г-образного корпуса упрощает монтаж, обслуживание и ремонт прибора. Все это приводит к расширению функциональных возможностей устройства и улучшению его эксплуатационных свойств.
Совокупность существенных признаков, характеризующих полезную модель в известных источниках не обнаружена, что подтверждает ее новизну.
Полезная модель промышленно применима. Изготовление устройства осуществимо, а при использовании устройства достигается указанный выше результат.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства для автоматизированного контроля технического состояния гидропривода.
На фиг. 2 - лицевая панель корпуса (вид А фиг. 1).
На фиг. 3 показана передняя панель электронного блока управления и обработки данных устройства.
Заявляемое устройство состоит из отдельных элементов, соединенных между собой. Оно содержит Г-образный корпус 1 (фиг. 1) с лицевой панелью 2 (фиг. 2).
На наружной поверхности корпуса 1 устройства закреплены магниты 3 и элементы крепления механических схватов 4, предназначенные для крепления заявляемого устройства к корпусным элементам диагностируемой машины (фиг. 1). На боковой панели Г-образного корпуса в сквозных отверстиях установлены концы датчиков давления 5, выполненные с резьбой для закрепления микрошлангов, соединяющих указанные датчики с контрольными точками гидропривода (фиг. 2). На внутренней поверхности лицевой панели 2 закреплены электронный блок управления и обработки данных 6 и автономный источник питания 7. Он выполнен в виде аккумулятора с системой контроля заряда и подзарядки.
Датчики давления 5 и автономный источник питания 7 подключены разъемами к электронному блоку управления и обработки данных 6.
На передней панели электронного блока управления и обработки данных 6 (фиг. 3) расположен графический дисплей 8, клавиша включения источника питания 9, разъем для внешнего источника питания 10, четыре кнопки управления меню 11, разъем для подключения датчика температуры 13, разъемы 14 для подключения калибровочных датчиков расхода жидкости (например, турбинного преобразователя) и интерфейсный разъем 12 для подключения компьютера. Электронный блок управления и обработки данных 6 включает процессор, модуль оперативной памяти, часы реального времени, модуль Flash-памяти, плату цифровой обработки сигналов 15 (анализатора спектра сигналов датчиков давления) и плату 16 беспроводного интерфейса для приема данных от внешних датчиков частоты вращения вала и ультразвуковых расходомеров жидкости.
Автоматизированный контроль технического состояния гидропривода осуществляется следующим образом.
Корпус 1 устройства закрепляют с помощью магнитов 3 или механических схватов при помощи элементов крепления 4 к конструкции диагностируемой машины. Концы датчиков давления 5 соединяют с контрольными точками диагностируемой машины посредством микрошлангов с быстроразъемными соединениями. Беспроводные быстросъемные датчики расхода рабочей жидкости (ультразвуковой расходомер) и частоты вращения вала гидронасоса устанавливаются непосредственно на диагностируемую машину и подключаются к электронному блоку управления и обработки данных 6 по радиоканалу (например, с использованием технологий Wi-Fi или Bluetooth) посредством платы беспроводного интерфейса 16. При необходимости могут использоваться датчик температуры и калибровочные датчики расхода, устанавливаемые непосредственно на диагностируемой машине и соединяемые кабелями с соответствующими разъемами 13, 14 на передней панели электронного блока управления и обработки данных 6. Кабель передачи диагностической информации компьютеру подключается к разъему 11 (фиг. 3). Вывод диагностических параметров может быть осуществлен и по беспроводному интерфейсу с использованием системы Wi-Fi.
Через процессор электронного блока управления и обработки данных 6 обеспечивается сбор, первичная обработка и анализ и дистанционная передача информации в компьютер. Диагност с помощью меню осуществляет все настройки измерений.
Устройство обеспечивает сбор и анализ следующих данных с диагностируемой машины:
давление, перепад и пульсации давления на участках гидропривода;
расход рабочей жидкости;
температура рабочей жидкости;
частоту вращения вала гидронасоса.
Полученные значения диагностируемых параметров и их графическое представление отображаются на графическом дисплее 8 передней панели блока управления и обработки данных 6 в реальном масштабе времени. Графики измерений также могут выводиться на дисплей персонального компьютера через интерфейсный кабель или по радиоканалу в онлайн режиме, позволяя диагносту дистанционно отслеживать процессы в гидроприводе.