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.
Известно устройство для измерения вибраций (Патент на полезную модель, RU №184838, МПК G01H11/02, 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 демонтажа, а также низкий диапазон настроек эксплуатационных параметров.
Известно устройство для измерения вибраций (Патент на полезную модель, RU №195546, МПК G01H11/02, 2020 г.), содержащее 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, причем корпус снабжен основанием в форме диска с отверстием в центре, а подвижный кольцевой магнит с магнитным подвесом размещены коаксиально на цилиндрической части корпуса, а второй кольцевой магнит расположен на основании корпуса и измерительная обмотка размещена в корпусе на немагнитопроводной катушке.
Недостатком рассматриваемого устройства является низкая чувствительность точности настроек пределов измерений амплитуды вибраций.
Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение точности настроек измерений при диагностике вибраций.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения вибраций, содержащем цилиндрический немагнитный корпус с основанием в форме диска с отверстием в центре и крышкой в форме диска с отверстием в центре, установленной с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения, подвижный кольцевой постоянный магнит с магнитным подвесом, размещенные коаксиально на цилиндрической части корпуса, магнитный подвес, выполненный в виде двух соосно установленных кольцевых магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного кольцевого постоянного магнита, измерительную обмотку, размещенную в корпусе на немагнитопроводной катушке, магнитную жидкость в зазоре между подвижным кольцевым постоянным магнитом и корпусом, кольцевые магниты установлены в цилиндрических сердечниках, один из которых закреплен снизу на крышке корпуса, а второй - на основании корпуса, на внешней цилиндрической поверхности каждого сердечника, уложена обмотка.
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. 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 состоит из двух соосно установленных кольцевых постоянных магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного постоянного магнита 7. Первый кольцевой магнит 8, магнитного подвеса расположен в сердечнике 9, который закреплен в крышке 3, например, посредством резьбового соединения. Второй кольцевой магнит 10 расположен в сердечнике 11, установленном на основании корпуса 2 и закрепленном, например, посредством резьбового соединения. На внешней цилиндрической поверхности сердечника 9 уложена обмотка 12, на внешней цилиндрической поверхности сердечника 10 уложена обмотка 13. Подвижный кольцевой постоянный магнит 7 является чувствительным элементом и образует зазор с цилиндрической частью 1 корпуса, заполненный магнитной жидкостью 14, 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 10 магнитного подвеса, не допускают соприкосновения подвижного кольцевого постоянного магнита 7 с ними. Регулирование точности измерений при диагностике вибраций осуществляется за счет перемещения крышки 3 в осевом направлении, изменяя расстояние между кольцевыми постоянными магнитами 8 и 10 магнитного подвеса. При уменьшении этого расстояния возрастают силы отталкивания, действующие на подвижный кольцевой постоянный магнит 7, снижается чувствительность измерений, а контролируемый диапазон 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 того, для повышения точности настроек измерения вибраций магниты помещены в сердечники 9 и 11, на которых уложены обмотки 12 и 13. При изменении направления постоянного тока в этих обмотках изменяется величина силы отталкивания, которая действует на постоянный магнит 7. При совпадении направлений магнитных потоков создаваемых постоянными магнитами и потоков, создаваемых обмотками с током, величина силы отталкивания возрастает. Чувствительность измерений снижается. Устройство работает в низкочастотной области. Если магнитный поток, создаваемый обмотками с током, имеет направление противоположное магнитному потоку, создаваемому постоянными магнитами, повышается чувствительность измерений вибраций в области высоких частот. Таким образом, использование дополнительных обмоток 12, 13, расположенных на сердечниках 9 и 11 повысить точность настроек при измерении вибраций оборудования.
Магнитная жидкость 14 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 внешней стороне цилиндрической части 1 корпуса позволяет избежать перепада давлений и обеспечивает возможность дозаправки и перезаправки устройства без его разборки и демонтажа действующего оборудования. Предлагаемую конструкцию целесообразно использовать для диагностики и измерения уровня вибраций генераторов атомных, тепловых и гидроэлектростанций, насосов перекачки нефти и газа, авиационных двигателей.