5 Разработка функциональной схемы системы комплекса

И

12

сходя из задач, поставленных в дипломной работе, анализа методов и средств контроля заданных параметров составляем следующую функциональную схему системы безразборной диагностики (рисунок 5.1).

П

10 13 10

11

Д

CP

14

В

6

К

Данная система безразборной диагностики включает следующие элементы:

1. – Пьезоэлектрический акселерометр

2. – Датчик давления мембранного типа

3. – Термопара

4. – Датчик толщины смазочного слоя емкостного типа

5. – Датчик толщины смазочного слоя индуктивного типа

6. – Датчик контрольного сигнала

7. – Усилитель сигнала

8. – Преобразователь с нормирующим выходом

9. – Аналогово – цифровой преобразователь

10. – Цифровой коммутатор с циклическим и адресным управлением

11. – ЭВМ

12. – Печатающее устройство

13. – Дисплей

14. – Устройство ввода

Для диагностического анализа в системе используется принцип отклонения параметров за установленные пределы. Сбор информации о возникновении и развитии возможных отказов осуществляется с помощью датчиков 5 типов.

Сигнал с датчиков 1,2,3,4,5 поступает на усилитель 7. Затем усиленный сигнал поступает на преобразователь с нормирующим выходом 8, с которого через аналогово-цифровой преобразователь 9 подается на цифровой коммутатор с циклическим и адресным управлением 10. С коммутатора сигнал поступает на ЭВМ 11с устройством ввода информации 14, предназначенную для обработки поступающей информации. В ЭВМ заложены программы обработки данных и выполняются следующие операции: сравнение измеренных значений с эталонными, диагностический анализ с определением причин появления критического состояния, запоминание измеренных значений диагностических параметров, определение тенденции изменения диагностических параметров с целью выбора рациональных сроков ремонтно-профилактических действий. Результаты анализа диагностических параметров выводятся на дисплей 13, либо на печатающее устройство 12.В системе установлен датчик контрольного сигнала 6 для проверочного включения.

5.1 Выбор аппаратуры

В соответствии с рассмотренными особенностями конструкции объекта диагностирования и требованиями, предъявляемыми к диагностическому оборудованию, для разработанной функциональной схемы выбираем следующую аппаратуру:

Вибропреобразователь тип МВ-44

Рисунок 5.2 - Вибропреобразователь типа МВ-44

Вибропреобразователь типа МВ-44, в дальнейшем МВ-44, предназначен для преобразования механических колебаний в электрический сигнал, пропорциональный виброускорению контролируемого объекта. Применяется в отраслях общего машиностроения и предназначен для установки в зонах повышенной температуры до 400 °С.

Используемые при изготовлении МВ-44 конструкционные, пьезоэлектрические и изоляционные материалы обеспечивают высокую стабильность нормализованного коэффициента преобразования, надежность и долговечность (средняя наработка на отказ не менее 50000 часов, срок службы не менее 15 лет), позволяют эксплуатацию в условиях воздействия пыли и песка, специальных сред (масел, смазок, топлива на основе нефтепродуктов, стерилизующих растворов).

Дифференциальная схема включения позволяет снизить соотношение сигнал/шум и увеличить расстояние между вибропреобразователем и входным устройством при использовании усилителя заряда и антивибрационного кабеля типа «витая пара» до нескольких сотен метров.Степень защиты МВ-44 по ГОСТ 14254 (Степени защиты, обеспечиваемые оболочками) – IР67.

Таблица 5.1 - Основные характеристики МВ-44

Наименование параметра		Значение
Технические характеристики
Коэффициент преобразования, пКл•с2/м (пКл/g)		1,0 (9,81)
Отклонение коэффициента преобразования от номинального значения в течение назначенного срока службы, %		± 5
Частотный диапазон с неравномерностью частотной характеристики ±5 %, Гц		10 - 5000
Частотный диапазон с неравномерностью частотной характеристики ±10 %, Гц		1 – 10000
Относительный коэффициент поперечного преобразования , % , не более		5
Нелинейность амплитудной характеристики в диапазоне до 2000 м/с2 (200 g), %		± 3
Частота установочного резонанса, кГц, не менее,		25
Температурная погрешность в рабочем диапазоне - 60 °С... 400 °С, %	от -60 до 20 °С	± 10
	от 20 до 250 °С	от 0 до 10
	от 20 до 400 °С	от 0 до 15
Электрические характеристики
Выход		Дифференциальный, изолирован от корпуса
Емкость между выводами, пФ (зависит от длины жгута)		400-5000
Емкость между выводами и корпусом, не более, пФ		30
Внутреннее сопротивление преобразователя (20 °С), МОм, не менее		20
Внутреннее сопротивление преобразователя (400 °С), кОм, не менее		100
Сопротивление изоляции (20 °С), МОм, не менее		100
Сопротивление изоляции (400 °С), МОм, не менее		5
Физические характеристики
Чувствительный элемент		ТнаВ-1
Масса МВ-44 без жгута, не более, кг		0,15
Материал корпуса		нержавеющая сталь
Конструкция корпуса		сварная, герметичная
Кабель (до 400 °С)		Нагревостойкий с минеральной изоляцией

Конструкция МВ-44 без жгута показана на рисунке 5.3

Чувствительный элемент МВ-44 состоит из блока пьезоэлементов (7), электрически изолированного от основания МВ-43 (1) изоляционными шайбами (2), и прижатого к нему гайкой (5) груза (6). Регулировка коэффициента преобразования осуществляется путем изменения массы обоймы (3). Крышка (4) соединяется с основанием (1) с помощью сварки.

К основанию (1) приварена вилка (9), которая представляет собой вакуумплотное металлостеклянное соединение.

Жгут МВ-44 неразъемно соединен с вибропреобразователем и состоит из нагревостойкого кабеля с минеральной изоляцией и теплостойкого антивибрационного двухпроводного экранированного кабеля и заканчивается сигнальными выводами и выводом экранирующей оплетки. Присоединение жгута к штырям вилки (9) осуществляется при помощи сварки.

Рисунок 5.3 - Конструкция МВ-44

Рисунок 5.4 - Габаритные и установочные размеры МВ-44

Датчик давления мембранного типа

Датчики давления серии PHL-A – лёгкие, стабильные в работе и подходящие для измерения давления в ограниченных пространствах в условиях высоких/низких температур. Датчики обладают высокими частотными и динамическими характеристиками.

Рисунок 5.5 - Датчики давления серии PHL-A

Таблица 5.2 - Технические характеристики

Наименование параметра	Значение
Свойства
Нелинейность:	В пределах +0.5% НВС
Гистерезис	В пределах ±0.5% НВС
Повторяемость:	0.2% НВС или менее
Номинальный выход:	2 мВ/В (4000 мкм/м) ±20% (±30% с PHL- A-1 и 2MP)
Характеристики среды
Безопасный температурный диапазон:	от -196 до 210 °C
Компенсированный температурный диапазон:	от -196 до 200°C
Тепловой дрейф выхода:	В пределах +0.03%/°C
Электрические характеристики
Безопасное напряжение возбуждения:	6 В AC или DC
Рекомендованное напряжение возбуждения:	от 1 до 3 В переменного или постоянного тока
Входное сопротивление:	350 Ω ± 2%
Выходное сопротивление:	350 Ω ± 2%
Кабель:	4-жильный (0.08 мм2) экранированный кабель, диаметр 3.1 мм, длина 30см, оснащён соединительным разъёмом NDIS (Экранирующий провод не соединён с корпусом)
Механические свойства
Безопасный диапазон перегрузки:	150%
Материал:	SUS 630 (Часть, контактирующая с жидкостью)
Вес:	около 20 г
Монтажный болт:	G1/8, male

Рисунок 5.6 - Датчик давления серии PHL-A

Кабельные преобразователи термоэлектрические ТХК 9624

Назначение: для измерения температуры жидких и газообразных сред, твердых тел.

Таблица 5.3 - Технические характеристики

Технические характеристики	Значение
Диапазон измеряемых температур, °C	-40…+600
Номинальная статическая характеристика (НСХ)	ХК(L)
Класс допуска	2
Степень защиты от пыли и воды	IP52
Материал защитной арматуры	Ст.12Х18Н10Т
Исполнение рабочего спая	изолирован
Устойчивость к вибрации	группа исп.N3
Вид климатическое исполнение	УЗ, ТЗ
L, мм	60
d, мм	1,0

Рисунок 5.7 - Кабельный преобразователь термоэлектрический ТХК 9624