Как измерить вибрацию своими руками

Способ измерения вибраций: какой предпочесть?

Условия современного производства требуют постоянного контроля за состоянием и правильной работой оборудования, чтобы минимизировать риск ущерба для здоровья сотрудников и повысить продуктивность производства. Наиболее важными профилактическими проверками в промышленной сфере являются проверки механического движения приборов в пространстве в процессе работы (мониторинг уровня вибрации). Параметрами, которые измеряют при проверке источников вибрации, являются амплитуда вращения оборудования и скорость вращения. Другими словами, это виброперемещение предметов и их виброскорость.

Измерение и анализ вибрации, наблюдение за работой оборудования необходимы и критически важны для качества работы в разных сферах: начиная с электроники и микроэлектроники, заканчивая вибрационными измерениями в бытовом пространстве и на автомобильном производстве. От качественного измерения вибрации зависит успешное авиастроительство, машиностроение, работа заводов и фабрик по производству бытовой техники и производственного оборудования.

Какими способами можно измерить вибрации?

На сегодняшний день современное высокоточное оборудование позволяет проводить два типа измерений шума и вибраций:

• Контактный способ измерения вибраций производится при непосредственном контакте измеряющего прибора с работающим элементом. При этом датчик связан с оборудованием механической связью и может замерять частоту движений и их амплитуду необходимый промежуток времени.
• Среди наиболее распространенных и часто используемых контактных способов измерения вибрации оборудования выделяют замеры пьезоэлектрическими датчиками. Данные приборы могут осуществлять проверку вибраций с небольшой амплитудой движения и относительно слабозаметными колебаниями оборудования. Однако, эти датчики малоэффективны, если нужно производить проверку вибраций с большими амплитудами движений и частыми движениями исследуемого элемента. В зависимости от массы проверяемого оборудования и единиц измерения вибрации, показатели могут допускать ошибки и неточности. Пьезоэлектрические датчики максимально эффективны для небольших предметов с относительно медленным движением и средней амплитудой движения.
• Вторым часто применяемым методом измерения вибраций принято считать методику открытого резонанса. Основа работы данного метода заключается в измерении параметров СВЧ резонатора, которые могут изменяться в процессе вибрационных движений исследуемого оборудования. В процессе измерения вибраций конструкций зданий методом открытого резонанса датчик имеет два специально оборудованных зеркала. Первое из зеркал измеряет показатели оборудования до начала движения. Второе зеркало в датчике замеряет состояние объекта после осуществления вибрационного движения. Благодаря использованию данной технологии показатели на выходе являются максимально точными и помогают эффективно осуществлять замеры вибраций оборудования любой массы и мощности.
• Для оборудования с высокими амплитудами движений в процессе вибрации нередко могут использовать сферические зеркала. Данный метод способен производить замеры движения объектов с разрешением в 3 мкм, с учетом того, что исследуемый элемент будет тяжелее проверяющего зеркала.

Бесконтактные способы измерения вибрации

Стоит отметить, что в последнее время проводится цикл исследований и разработка новых методик, как измерить вибрацию, которая будет основываться на бесконтактной связи с объектом в процессе произведения замеров. Необходимость в создании новых способов обусловлена тем, что контактные анализы часто могут допускать погрешности в проверках и не давать достаточно четкой картины исследования.

Бесконтактная проверка вибрации производится без непосредственного контакта датчика измеряющего прибора и оборудования. Между замеряющим прибором и оборудованием в процессе проверки не производится механической связи.

Бесконтактные методики проверки вибрационных движений объектов основаны на замерах с помощью ультразвуковых волн или электромагнитных показаний.

Наиболее используемым методом бесконтактного измерения вибрации ГОСТ на сегодня считается метод фазометрии. Для чего используются измерения вибрации таким способом? Суть данного способа исследования уровня вибраций заключается в том, что датчик измеряет разницу между показаниями в условиях передачи ультразвуковых сигналов и их отражений от объекта.

Для чувствительности измерений нередко используют пьезоэлектрическую керамику. При передаче ультразвуковых сигналов с частотой в 240 кГц, точность показателей измерений может достигать до 10 мкм с диапазоном в 10-5*10 мкм. При этом расстояние между контрольным объектом и измерительным прибором может составлять около 1.5 м. В зависимости от величины дистанции между объектами и частоты передачи ультразвуковых сигналов, чувствительность измеряющего прибора и точность показаний увеличивается.

Среди наиболее заметных преимуществ бесконтактных приборов измерения вибраций стоит отметить их бюджетность и простоту в использовании и транспортировке. Для измерений таким способом не требуется много времени. Показатели являются максимально точными, учитывая отсутствие факторов, которые могут влиять на частоту диапазона волн или на приглушение ультразвуковых колебаний в пространстве.

Среди недостатков можно отметить то, что на бесконтактные приборы измерения вибраций оказывает влияние атмосфера, а также частота вибраций исследуемого элемента.

Как измеряется вибрация предметов сегодня?

Среди большого количества способов измерения вибрации, в бытовой и промышленной сферах сегодня нередко используют следующие методики:

1. Метод измерения вибраций с помощью зондирования световыми лучами. Большинство датчиков такого типа регистрируют показатели движения исследуемых объектов с помощью эффекта Допплера. Приборы способны измерять амплитуду движения оборудования и фазы вибраций. Однако при больших амплитудах движения приборы могут допускать погрешности в измерениях, требовать дополнительной калибровки, в зависимости от особенностей проверяемого объекта.
2. Световые способы измерения вибрации зависят от поверхности исследуемых объектов и теряют свою эффективность в случае неподходящих параметров. Вторую группу наиболее часто используемых приборов для замеров вибрации составляют голографические методы. Разрешение этих датчиков составляет около 0,05 мкм. Однако для измерений таким образом требуется высокотехнологичное оборудование, которое отнимает много времени на процесс произведения замеров и полного вычисления.
3. К третьей группе методов измерений вибраций относятся приборы, работа которых основана на измерении СВЧ излучений. Они могут быть двух типов: интерференционными или резонаторными. Основой работы интерференционных методов является просвечивание контрольного объекта СВЧ-волнами и прием показателей отражения лучей от поверхности. Между датчиком и объектом в процессе произведения замеров образуется так называемая стоячая волна, которая начинает колебание по мере увеличения или уменьшения амплитуды движения объекта исследования.
4. Датчики, которые измеряют резонаторные изменения, работают по принципу сканирования объекта проверки в поле СВЧ излучений. При малейших колебаниях исследуемого элемента, показатели движения и амплитуда фиксируются и анализируются. Бесконтактные методы проверки позволяют максимально точно произвести вычисление амплитуды движения объектов и вибрационные изменения в процессе их работы.

Как влияет вибрация на человека?

Независимо от типа и характера вибраций, воздействие вибрации на человеческий организм зарегистрировано и доказано многими научными исследованиями и экспериментами. Вибрации могут привести к некоторым специфическим заболеваниям или изменениям в организме.

Дабы узнать, как проверить уровень вибрации в квартире, избежать проблем и всегда быть защищенным на месте своей профессиональной деятельности, лаборатория «ЭкоТестЭкспресс» предлагает высокотехнологичную проверку и сканирование показателей вибрации вашего оборудования на промышленных предприятиях или в бытовом пространстве. Мы гарантируем, в отличие от видеоуроков замера вибрации, максимально точные измерения и составление полной картины вибраций в проверяемом пространстве, что позволит вам предпринять методы по оптимизации своего оборудования или бытовой организации помещения.

Высококвалифицированный персонал лаборатории «ЭкоТестЭкспресс» готов предоставить детальную консультацию о методах и способах проверки вибраций нашим оборудованием, а также уверить вас в том, что мы используем только современные методики для замеров вибраций. Мы заботимся о вашем самочувствии и безопасности!

Источник

Приборы для измерения вибрации

Приборы для измерения вибрации на вращающемся оборудовании позволяют оценить состояние оборудования и диагностировать дефекты в оборудовании.

Вибрация – очень удобный показатель состояния оборудования. Она стандартизирована (есть стандарт ГОСТ), имеет конкретные значения аварийного и тревожного состояния. Физическая природа вибрации понятна.

Виды приборов можно разделить по нескольким признакам.

Самый главный признак – что умеет измерять прибор

• Виброметры – измеряют только интегральное значение вибрации (одно число). Самое популярное – СКЗ виброскорости, так как существуют стандарты для определения состояния агрегата по значению СКЗ виброскорости;
• Виброанализаторы (анализаторы вибрации) – дополнительно измеряют сигналы и спектры вибрации.

Количество каналов измерения

• Одноканальный – одновременно измеряет данные только по одному каналу. При этом может одновременно измерять виброускорение, виброскорость и виброперемещение;
• Одноканальный с приставкой расширения на несколько каналов – измеряет данные с нескольких датчиков, но частота опроса каналов значительно уменьшается;
• Многоканальный с параллельным опросом всех каналов – очень полезный прибор в сложных случаях, так как результат диагностики дефектов намного достовернее. Но такие приборы сложнее переносить и разворачивать на месте измерения. И, конечно, они дороже.

Можно ли его переносить ?

• Переносные – можно взять прибор в руки и идти в цех измерять вибрацию. Самые маленькие виброметры – размером с фломастер;
• Стационарные системы мониторинга – датчики установлены на агрегате и наблюдение за агрегатом идёт постоянно.

Другие признаки – цена (виброметры значительно дешевле), дополнительные функции (балансировка, разгон-выбег, запись длительных сигналов и т.д.), наличие памяти для хранения измерений и передачи их в компьютер.

Виброметр

Первые приборы для измерения вибрации были аналоговые. И они могли измерять только интегральное значения вибрации, то есть мощность. Некоторые, как устройство на фотографии слева, до сих пор используются.

Современные приборы используют цифровые методы для вычислений значения вибрации. Они очень просто устроены и поэтому дешёвые.

Виброметр – это очень полезный прибор для оценки состояния оборудования. Максимальное значение вибрации, при котором состояние агрегата считается аварийным называется Норма. Её значение задаётся в паспорте на агрегат или в ГОСТ ИСО 10816-1-97. Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Сравнение текущей вибрации с нормой позволяет наглядно оценить состояние агрегата.

Измерение вибрации в виброметрах производится в диапазоне 10 ÷ 1000 Гц. Этот диапазон указан в ГОСТ и позволяет измерять одинаковое значение вибрации на разных приборах.

Значение вибрации, измеренное виброметром можно использовать и для более подробной диагностики дефектов. Например, по СКЗ виброскорости отлично диагностируется расцентровка и небаланс. Состояние крепления к фундаменту тоже проще оценить виброметром. Виброметром даже можно балансировать агрегат не используя отметчик фазы (способ трех пусков с пробными массами).

Виброметр позволяет быстро обойти всё оборудование на предприятии. Можно измерить 100 агрегатов за смену, с выдачей отчётов о состоянии.

Значения вибрации, измеренные через некоторое время (например, через 1 месяц) позволяют строить прогноз развития вибрации и планировать сроки следующих ремонтов. Это даёт значительную экономию денег, по сравнению с плановыми ремонтами. Такая система используется в нашей программе Аврора-2000.

Самые маленькие виброметры помещаются в карман одежды и похожи на ручку (или маркер). Такие приборы называют виброручка.

Мы выпускаем виброметры:

Одноканальный виброанализатор (анализатор вибрации)

Это – самые популярные приборы для диагностики состояния агрегатов по вибрации. Они измеряют сигнал вибрации с вибродатчика и с помощью вычислений умеют преобразовавать это измерение в другие виды, например, в спектры.

При работе с одноканальным виброанализатором одной рукой держим прибор, а другой – устанавливаем датчик в место измерения.

Современные анализаторы очень компактные, но при этом очень умные. Они позволяют просматривать данные на месте и быстро делать диагностику дефектов агрегата. Для более сложных случаев данные сохраняются в память, затем в офисе передаются на компьютер и анализируются уже на компьютере.

Часто используется маршрутная технология (Маршруты). Для этого порядок и параметры измерения задаются на компьютере и затем передаются в прибор. Прибор сам подсказывает что и где сейчас будем измерять. После всех измерений данные быстро раскладываются на компьютере для анализа. Это позволяет не запутаться при измерении и доверять процесс измерения людям, у которых мало опыта в вибродиагностике. А при наличии в программе на компьютере экспертной системы диагностики, можно вообще не задумываться.

Мы выпускаем одноканальные виброанализаторы:

Многоканальный виброанализатор (анализатор вибрации)

Такие приборы измеряют несколько сигналов вибрации одновременно. Это очень полезно для диагностики сложных дефектов. Многоканальные анализаторы имеют несколько датчиков, за которыми тянутся несколько проводов. Поэтому они не такие удобные, как одноканальные. Одной рукой с ними уже не поработаешь. И цена сразу намного возрастает.

Зато у многоканальных приборов больше экран, больше возможностей для обработки сигналов. И смотрятся они солиднее. И человек с таким прибором внушает уважение окружающим – «он настоящий профессионал».

Многоканальные приборы могут быть собраны в одном корпусе или на базе переносного компьютера (отдельно блок для подключения датчиков и отдельно компьютер ноутбук).

Два датчика, установленные в вертикальном и поперечном направлении уже позволяют смотреть орбиту перемещения тяжёлой точки. Четыре датчика можно установить на передний и задний подшипник двигателя. А есть у нас прибор Атлант-32, с помощью которого можно обвешать датчиками весь турбогенератор. Но при этом у него куча проводов и он уже не переносной, а ездит в чемодане на колёсиках.

Почти все многоканальные приборы имеют отделный канал для подключения отметчика фазы. Это позволяет проводить балансировку на месте и измерять сигналы, привязанные к фазе вращения агрегата.

У таких приборов много других режимов измерения, но применяются они только в очень сложных случаях. Например, режим Разгон-Выбег позволяет проследить изменение вибрации при разгоне и остановке агрегата. Строится график зависимости амплитуды и фазы вибрации от частоты вращения, что позволяет определить резонансные частоты агрегата.

Многоканальные виброанализаторы нашего производства:

• Диана-2М – 2-канальный анализатор вибрации с балансировкой
• ViAna-4 – универсальный 4-канальный регистратор и анализатор вибросигналов, балансировка роторов
• Атлант-8/-16 – многоканальный синхронный регистратор-анализатор вибросигналов на основе переносного компьютера

Стационарные системы мониторинга

В таких системах датчики установлены прямо на агрегате и наблюдение за агрегатом идёт постоянно. Можно следить за состоянием агрегата в текущий момент времени и оперативно вмешиваться в его работу.

Стационарные системы устанавливаются на критичном и дорогом оборудовании. Они привязаны к агрегату и не могут быть использованы для измерения вибрации другого агрегата. Поэтому установить такие системы – это дорого.

Кроме вибрации, системы мониторинга измеряют и другие параметры – температуру, обороты, ток, напряжение, расход и т.п.

Автор: Андрей Щекалев

Не хватает информации ?

Напишите мне свой вопрос, я отвечу Вам и дополню статью полезной информацией.

Источник