УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ ВИБРОДАТЧИКА

Полезная модель относится к области виброметрии, а более конкретно - к устройствам крепления вибродатчиков на поверхности контролируемого объекта.
Качественное и надежное крепление вибродатчика на поверхности объекта виброконтроля является одним из самых важных условий достижения точных и надежных результатов при измерениях вибрации и распознавании технического состояния оборудования. Ненадежное крепление вибродатчика приводит к уменьшению области линейности амплитудной характеристики датчика, и, следовательно, к значительному уменьшению диапазона измерений вибродатчика.
Основное правило размещения вибродатчиков - максимально возможное их приближение к диагностируемому узлу и установка на жесткие элементы конструкции с подготовленной поверхностью. Желательно, чтобы число стыков деталей на путях прохождения вибросигналов от диагностируемой детали к месту установки датчика было минимальным. Направление измерительной оси вибродатчика желательно ориентировать по линии действия силы, вызывающей виброакустический сигнал.
Известны способы крепления вибродатчиков, осуществляемые с помощью шпильки, пчелиного воска, тонкой липкой ленты, магнита, а также в виде ручного щупа (Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т. / Под общ. ред. В.В. Клюева. - 2-е изд., испр. Т. 7: В 2 кн. Кн. 2: Балицкий Ф.Я., Барков А.В., Баркова Н.А. и др. Вибродиагностика. - М.: Машиностроение, 2006).
Среди известных устройств, предназначенных для фиксации вибродатчиков на поверхности объекта виброконтроля, по совокупности признаков наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является устройство фиксации вибродатчиков с помощью специальных постоянных магнитов (Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т. / Под общ. ред. В.В. Клюева. - 2-е изд., испр. Т. 7: В 2 кн. Кн. 2: Балицкий Ф.Я., Барков А.В., Баркова Н.А. и др. Вибродиагностика. - М.: Машиностроение, 2006).
При использовании указанного устройства для обеспечения возможно широкого диапазона рабочих частот необходимо тщательно обрабатывать и очищать поверхность объекта виброконтроля в месте крепления вибродатчика, смазывать основание навертываемого на специальный постоянный магнит вибродатчика и основание самого специального постоянного магнита, соприкасающееся с объектом виброконтроля, силиконовой смазкой. При этом статическая сила сцепления специального постоянного магнита с поверхностью объекта виброконтроля во многом влияет на диапазон измерений. Резонансная частота в этом случае уменьшается примерно до 7…15 кГц и зависит от типа специального постоянного магнита. То есть, этим методом можно пользоваться при измерении и анализе вибрации с верхним пределом частотного диапазона измерений 2…5 кГц.
Задачей полезной модели является создание устройства для фиксации вибродатчика на металлических поверхностях объекта виброконтроля, в том числе и слабомагнитных, обеспечивающее получение технического результата, состоящего в повышении надежности фиксации вибродатчика в рабочем положении с одинаковой силой его сцепления с поверхностью объекта виброконтроля, возможности ориентировать измерительную ось вибродатчика по линии действия силы, вызывающей виброакустический сигнал, тем самым обеспечив достоверность проводимого виброконтроля.
Этот технический результат достигается тем, что на поверхности объекта виброконтроля вибродатчик крепится с помощью узла его фиксации в рабочем положении в виде катушки электромагнита, по которой проходит ток, величина которого зависит от магнитных свойств материала поверхности объекта виброконтроля. С целью обеспечения управления питанием катушки электромагнита узел фиксации вибродатчика включает микроконтроллер, источник питания, аналого-цифровой преобразователь. Для контроля угла наклона вибродатчика предусмотрен датчик ориентации его продольной оси по линии действия силы, вызывающей виброакустический сигнал, например датчик наклона типа инклиномера.
Общий вид заявляемого устройства для фиксации вибродатчика показан на фиг. 1.
Устройство для фиксации вибродатчика содержит микроконтроллер 1, источник питания 2, вибродатчик 3, датчик ориентации 4, катушку электромагнита 5, аналого-цифровой преобразователь 6.
Микроконтроллер 1 управляет процессом измерения, производит обработку полученных данных, осуществляет питание катушки электромагнита 5 через источник питания 2, производит контроль и изменение величины тока, которая зависит от магнитных свойств материала поверхности объекта виброконтроля и обеспечивает одинаковую силу сцепления вибродатчика с поверхностью объекта виброконтроля.
Для ориентации продольной оси вибродатчика 3 по линии действия силы, вызывающей виброакустический сигнал, предусмотрен датчик ориентации 4, например датчик наклона типа инклиномера.
Предполагаемая новая совокупность элементов (микроконтроллер, источник питания, катушка электромагнита, аналого-цифровой преобразователь, датчик ориентации) позволит, во-первых, повысить надежность фиксации различных вибродатчиков в рабочем положении на различных поверхностях объекта виброконтроля с одинаковой силой сцепления, во-вторых, значительно повысить достоверность виброконтроля при проведении диагностики оборудования.
Устройство для фиксации вибродатчика работает следующим образом.
При включении микроконтроллер 1 формирует управляющий сигнал для подачи питания на катушку электромагнита 5 через источник питания 2.
Одновременно включается датчик ориентации 4, который выдает на микроконтроллер 1 информацию об ориентации продольной оси вибродатчика 3 по линии действия силы, вызывающей виброакустический сигнал, что позволяет своевременно принять меры по изменению положения вибродатчика. Сила тока на катушке электромагнита 5 имеет такую величину, чтобы обеспечить надежную фиксацию вибродатчика 3 на поверхности объекта виброконтроля с заданной силой сцепления. Величина силы тока измеряется аналого-цифровым преобразователем 6 и передается на микроконтроллер 1.
Предлагаемое устройство обеспечивает повышение достоверности результатов виброконтроля при проведении диагностики оборудования и надежности крепления различных вибродатчиков в рабочем положении на различных поверхностях объектов виброконтроля с одинаковой силой сцепления.