ЭОТб-11-2 / 3.1. Тензометрический метод / 3.1.Бертрам,Фомин,Есенгалиев

Тензометрический метод диагностики оборудования.

Тензометрический метод предполагает непосредственное определение усилий, вызываемых весом нефтепродуктов. Первичным прибором в устройствах этого метода является электротензометрический датчик. Деформация упругого тела датчика измеряется с помощью прикрепленных к нему проволочных тензометров-преобразователей; представляющих собой плоскую цилиндрическую намотку провода, обладающую тензоэффектом, то есть способностью изменять свое сопротивление под воздействием механической деформации.

Тензометрические датчики(тензорезисторы) - служат для измерения механических напряжений, небольших деформаций, вибрации. Действие тензорезисторов основано на тензоэффекте, заключающемся в изменении активного сопротивления проводниковых и полупроводниковых материалов под воздействием приложенных к ним усилий.

Преимуществом тензометрического метода определения количества жидкости является простота, а основным не­достатком - невысокая точность тензометров и как следст­вие - недостаточная точность измерения.

Основные причины погрешностей для тензометрического взвешивания:

нелинейность упругих элементов (0,2-0,05°/о); гистерезис (0,01-0,05%);

температурная нестабильность нуля (0,001%); разброс показаний (0,01%);

погрешность градуировки (0,02°/о);

влияние ускорения силы тяжести (0,05-0,1%);

влияние аэростатических сил (0,1%).

Кроме этого, на погрешность измерений тензометричес­ким методом существенное влияние оказывает временная не­стабильность самих тензодатчиков. Недостатки тензометрического метода следующие: неравномерное распределение нагрузки между отдельными силоизмерительными устройствами, сложность периодической поверки; невозможность установки силоизмерительных устройств на действующих больших резервуарах и трудность установки на малых; взвешивание всего содержимого резервуара без разделения на воду, осадки и полезный продукт.

Тензометрический датчик (тензодатчик; от лат. tensus — напряжённый) — датчик, преобразующий величину деформации в удобный для измерения сигнал (обычно электрический), основной компонент тензометра (прибора для измерения деформаций). Существует множество способов измерения деформаций: тензорезистивный, оптико-поляризационный, пьезорезистивный, волоконно-оптический, или простым считыванием показаний с линейки механического тензодатчика. Среди электронных тензодатчиков, наибольшее распространение получили тензорезистивные датчики.

Тензорезистивный датчик обычно представляет собой специальную упругую конструкцию с закреплённым на ней тензорезистором и другими вспомогательными деталями. После калибровки, по изменению сопротивления тензорезистора можно вычислить степень деформации, которая будет пропорциональна силе, приложенной к конструкции.

Существуют разные типы датчиков:

1. датчики силы (измеряет усилия и нагрузки)

2. датчики давления (измерение давления в различных средах)

3. акселерометры (датчик ускорения)

4. датчики перемещения

5. датчики крутящего момента

1. Основные типы применения датчиков силы:

Контроль качества на монтажных работах

Поверка прессов

Измерение силы резания при металлообработке

Биомеханика

Контроль готовой продукции

Контроль материалов

Взвешивание на ходу движущихся автомобилей

Измерение сил действующих на колёса

2. Основные типы применения датчиков давления:

Динамическое измерение давления в цилиндре и давления впрыска в двигателях внутреннего сгорания

Непрерывный контроль давления в цилиндрах дизельных двигателей

Измерение взрывных давлений при проектировании автомобильных подушек безопасности

Регулирование давления в пресс-форме при литье под давлением для достижения наивысшего качества отливок и минимизации отходов

3. Основные типы применения датчиков ускорения:

контроль вибрации при вращении машин, турбин и насосов.

измерение ударных ускорений в крэш-тестах

сейсмические измерения при строительстве мостов и тоннелей

контроль станочного оборудования и общие лабораторные измерения вибрации

4. Основные типы применения датчиков перемещения:

датчики применяются в системах автоматического контроля производственных процессов, в системах контроля сейсмической обстановки, для контроля напряжений в строительных конструкциях, в системах охраны и т.д.

5. Выпускаются 2-х типов.

• Тензометрический датчик - предназначен для исследовательских лабораторий, используется при производстве и контроле технологий резьбового соединения и монтажа, а также применяется для контроля качества.

• датчик момента пьезоэлектрический

Пьезоэлектрический датчик - работает с двумя калиброванными диапазонами измерения. При этом он компактен и может применяться в широком спектре измерительных задач.

Применение тензометрии.

Используется при проектировании различных машин, деталей, сооружений. При этом, как правило, изучаются деформации не самих проектируемых объектов, а их макетов — например, макетов мостов, корпусов летательных аппаратов и др. Часто макеты выполняются в уменьшенном размере.

Также применяется в различных силоизмерительных устройствах, приборах — весах, манометрах, динамометрах, датчиках крутящего момента (торсиометрах). В этих устройствах тензодатчики измеряют деформации упругих элементов (балок, валов, мембран).

Способ диагностики герметичности магистрального трубопровода

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для обнаружения негерметичности стенки магистрального трубопровода.

Способ реализуется следующим образом. На линейном участке магистрального трубопровода 1, по которому между двумя перекачивающими станциями 2 осуществляется направленное движение 3 перекачиваемой среды 4, производится одновременная регистрация акустических шумов и давления с помощью датчиков 5, расположенных по краям линейного участка магистрального трубопровода на двух соседних перекачивающих станциях. В качестве датчиков давления могут быть использованы тензометрические датчики. В момент возникновения негерметичности 6 в трубопроводе появляется импульс давления 7, распространяющийся по обе стороны от негерметичности в направлении 8. Являясь по существу «спусковым крючком», импульс давления запускает процесс возникновения дополнительной высокочастотной компоненты в составе акустического спектра шумов. По совокупности этих двух факторов можно с высокой степенью достоверности говорить о нарушении герметичности стенки магистрального трубопровода. При этом о факте возникновения негерметичности будет свидетельствовать последовательность следующих друг за другом процессов - однократного импульса давления и появления дополнительной высокочастотной компоненты в спектре акустических шумов.

Способ определения местоположения негерметичности в магистральном трубопроводе, основанный на регистрации спектра акустических шумов среды, заполняющей трубопровод, в области его высокочастотных компонент, отличающийся тем, что регистрируют дополнительную высокочастотную компоненту, возникшую после возникновения однократного импульса давления, вызванного нарушением герметичности стенки магистрального трубопровода, при этом по амплитудному уровню дополнительной высокочастотной компоненты и разности времени прихода импульса давления и акустических колебаний к датчикам, расположенным на двух соседних перекачивающих станциях магистрального трубопровода, определяют местонахождение и геометрические размеры негерметичности.