Измерительное устройство для систем технической вибродиагностки энергетического оборудования

   АКТУАЛЬНОСТЬ. Среди различных методов оценки технического состояния энергетического оборудования важное место занимает вибродиагностика. Поэтому улучшение качества аппаратурного обеспечения проведения вибродиагностики имеет в настоящее время чрезвычайно важное значение.

   ЦЕЛЬ. Разработать вибродатчик с новым принципом действия для систем технической вибродиагностки энергетического оборудования, а также теоретически обосновать работоспособность предложенного
датчика.

   МЕТОДЫ. При решении поставленной цели применялись основные положения теории вибродиагностики.

   РЕЗУЛЬТАТЫ. Разработана конструкция датчика виброускорения, особенность которой состоит в том, что его возбуждение осуществляется посредством конструктивных конденсаторов связи, первый электрод которых выполнен в виде металлического разрезного тонкостенного цилиндра, роль вторых электродов выполняет нижний ряд обмотки каждой измерительной катушки, а функцию инерционного элемента выполняет экран в виде металлического кольца, закрепленного на подвесе в виде мембраны. На базе электрической схемы замещения датчика выполнено теоретическое обоснование его работоспособности и эффективности. Разработаны варианты схемотехнических решений первичного и вторичного измерительных преобразователей измерительного устройства для систем вибродиагностики. Первичный измерительный преобразователь содержит непосредственно датчик виброперемещений, источник синусоидального напряжения, входной дифференциальный измерительный усилитель и аналоговый фильтр, содержащий узкополосный фильтр, широкополосный усилитель и буферный усилитель. Вторичный измерительный преобразователь содержит квадратурный детектор информационных сигналов, выходной буферный усилитель и формирователь квадратурного опорного напряжения. Предложена также блок-схема аппаратного решения системы регистрации виброускорения.

   ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Разработанный датчик обладает улучшенными выходными показателями и может быть использован не только для виброконтроля энергетического оборудования, но и для измерения механических колебаний в системах технической диагностики различных других машин и механизмов, а также для задач спектральной сейсморазведки.

1. Басманов В. Г. Современные методы диагностики объектов электроэнергетики. Киров: ФГБОУ ВПО «ВятГУ», 2013. 136 с.

2. Белкин А. П., Степанов О. А. Диагностика теплоэнергетического оборудования. СПб.: Лань, 2018. 240 с.

3. Привалов Е. Е. Диагностика электроэнергетического оборудования. М.: Директ-Медиа, 2015. 229 с.

4. Михеев Е. М. Цифровая диагностика высоковольтного электрооборудования. М.: ДМК, 2015. 298 с.

5. Васенин А. Б. Анализ методов диагностики и прогнозирования состояния ответственных энергетических установок // Химическая техника, 2018, № 8. С. 13-18.

6. Павленко С. В., Силин Н. В., Игнатьев Н. И. Применение прогрессивных методов диагностики высоковольтного энергетического оборудования // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов, 2018, Т. 8, № 1. С. 92-101.

7. Валеев А. Р., Ташбулатов Р. Р., Харрасов Б. Е., Еаниева И. И. Диагностика промышленного оборудования и локализация дефектов с использованием совмещенного анализа тензометрического и вибрационного спектров // Noise Theory and Practice. 2021. T. 7. № 2 (24). С. 83-92.

8. Куменко А. И., Токаев А. С. Системы мониторинга и диагностики технического состояния турбоагрегатов ТЭС и АЭС: состояние и предложения по совершенствованию // Энергетик. 2020, № 10. С. 21-25.

9. Ступин О.А. Вибрационный метод диагностики как современный способ неразрушающего контроля и выявления неисправностей технологических машин и оборудования // В сборнике: Чтения академика В. Н. Болтинского. 2022. С. 103-109.

10. Daniel J. Inman. Vibration with Control. John Wiley & Sons Ltd, England. 2006. 388 p.

11. Митрофанов C. B., Сташкевич A. C. Вибродиагностика энергетического оборудования. Перспективы развития и оптимизация вибродиагностической технологии. Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2013. С. 301 - 304.

12. Гаврилин А. Н., Мойзес Б. Б. Диагностика технологических систем. Томск: Изд-во ТПУ, 2014. 128 с.

13. Karimi Н. (Ed.) Vibration Control and Actuation of Large-Scale Systems. Academic Press, 2020. 398 p.

14. Васильев В. А., Ницкий А. Ю., Ерпалов A. B., Белоусова С. А. МЭМС-технологии и вибродиагностика энергетического оборудования ТЭС // Электрические станции. 2019. № 4 (1053). С. 52-56. ’

15. Babak, V. P., Babak, S. V., Myslovych, M. V., Zaporozhets, A. O., Zvaritch, V. M. Principles of Construction of Systems for Diagnosing the Energy Equipment. Diagnostic Systems For Energy Equipments Studies in Systems, Decision and Control, 2020, vol 281. P. 1-22.

16. Guo A. A Vibration Sensor Design Research. Sensors & Transducers, Vol. 169, Issue 4, April 2014, pp. 228-234.

17. Мелентьев B. B., Масленников Е. И., Порошин К. Г., Шибанов О. В. Наукоемкий датчик для вибродиагностики на базе технологии МЭМС и RFID // Наукоемкие технологии в машиностроении, 2017, № 6 (72). С. 30-33.

18. Collette С., Matichard F. Vibration control of flexible structures using fusion of inertial sensors and hyper-stable actuator-sensor pairs. Proceedings of International Conference on Noise and Vibration Engineering (ISMA2014) and International Conference on Uncertainty in Structural Dynamics (USD2014). Belgium, 2014, pp. 1073-1084.

19. Xue X., Dong Y., Wu X. Motion Induced Eddy Current Sensor for Non-Intrusive Vibration Measurement // IEEE Sensors Journal, 2020, vol. 20, no. 2, pp. 735-744.

20. Брякин И. В., Бочкарев И. В., Храмшин B. P. Электродно-индуктивный вибродатчик с емкостной связью // Электротехнические системы и комплексы. 2021. № 4 (53). С. 39-49.

21. Брякин И. В., Бочкарев И. В. Датчик виброперемещений для систем мониторинга состояния конструктивных элементов высоковольтных линий электропередач // Известия Вузов. Проблемы энергетики, 2022, Т. 24, № 4. - С. 63-76.

22. Федотов А. В. Теория и расчет индуктивных датчиков перемещений для систем автоматического контроля // Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. 176 с.

23. Faria J. А. В. Electromagnetic Foundations of Electrical Engineering. John Wiley & Sons, Ltd. 2008. 420 p.

24. Костюков B. H., Науменко А. П., Бойченко C. H., Тарасов Е. В. Основы виброакустической диагностики машинного оборудования. Омск: НИЦ Динамика, 2007. 286 с.

25. Bryakin I. V., Bochkarev I. V., Khramshin V. R. Acoustic Emission Probe for Power Line Structure Diagnostic Systems // 2022 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), 2022, pp. 108-113.

26. Боганик Г. Н., Гурвич И. И. Сейсморазведка. Тверь: Изд-во АИС, 2006. 744 с.

27. Collette С., Carmona-Femandez Р., Janssens S., Artoos К., Guinchard М„ Hauviller С. Review of sensors for low frequency seismic vibration // ATS/Note/2011/001 (TECH) 2011. Pp. 1 - 21.

28. Брякин, И. В. Универсальный сейсморегистратор // Проблемы автоматики и управления. - Бишкек: Илим, 2009. - № 1. - С. 111-120

29. Robein Etienne. Seismic Imaging: A Review of the Techniques, their Principles, Merits and Limitations. EAGE Publications, Netherlands, 2010. 244 p.