Способ виброционной диагностики и устройство для его осуществления

 

Способ вибрационной диагностики, включает контроль виброускорения колебания корпусов элементов гидросистемы, вызванных гидродинамическим шумом под действием турбулизации потока перетекающей рабочей жидкости в диапазоне частот 15-40 кГц в пределах полосы 1-1,5 октавы. Устройство содержит: чувствительный элемент (1), предварительный усилитель (2), фильтр (3), индикатор уровня (4), блок релейных каскадов и индикации (4), включающий пороговые элементы (6 и 7), исключающее ИЛИ (8), инвертор (9), индикаторы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s Е 21

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ПАТЕНТУ

Од ос ,Ql о

6д

ГОСУДАРСТВЕН-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4864775/03 (22) 05.09.91 (46) 23.08.93. Бюл. М 31 (71) Институт горного дела им. А.А.Скочинского (72) С.В.Солод, Л.С,Березанский, В,Г,Анисимов, А.Г.Духанин и В.Ю.Холопов (73) Л.С.Березанский (56) В.С.Ямщиков "Контроль процессов горного производства", М, Недра, 1989, стр.

122-183. (54) СПОСОБ ВИБРАЦИОННОЙ ДИАГНОСТИКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

„„. Ж„18365б8 АЗ (57) Способ вибрационной диагностики, включает контроль виброускорения колебания корпусов элементов гидросистемы, вызванных гидродинамическим шумом под действием турбулиэации потока перетекающей рабочей жидкости в диапазоне частот

15-40 кГц в пределах полосы 1-1,5 октавы.

Устройство содержит: чувствительный элемент (1), предварительный усилитель (2), фильтр(3), индикатор уровня (4), блок релейных каскадов и индикации (4), включающий пороговые элементы (6 и 7), исключающее ИЛИ (8), инвертор (9), индикаторы (10, 11, 12). 1 ил.

1836568

25

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к диагностике гидросистем механизированной крепи.

Целью изобретения является повышение эффективности обнаружения на раннем этапе зарождающихся негерметичностей и повышение достоверности диагностирования элементов гидросистемы механизированной крепи.

Экспериментально установлено, что для обнаружения зарождающихся негерметичностей наиболее эффективно измерять уровень виброускорения колебаний корпусов элементов гидросистемы в диапазоне частот 15 — 40 кГц шириной полосы 1-1,5 октавы, Поставленная цель достигается тем, что в способе диагностирования элементов гидросистемы механизированной крепи, основанном на измерении уровня турбулизации потока, вызванной перетеканием рабочей жидкости из магистрали высокого давления в магистраль слива, контролируют величину виброускорения колебания корпусов элементов гидросистемы, вызванного гидродинэмическим шумом под действием турбулизации потока перетекаемой рабочей жидкости, определяют уровень виброускорения колебаний в диапазоне частот 15-40 кГц с шириной полосы 1-1 5 октавы, сравнивают его с заданными значениями и по результатам сравнения судят о состоянии элементов гидросистемы механизированной крепи.

Кроме того, устройство диагностирования элементов гидросистемы механизированной крепи, содержащее чувствительный элемент, соединенный с предварительныим усилителем, индикатор уровня сигнала и блок релейных каскадов и индикации дополнительно снабжено фильтром, чувствительный элемент выполнен в виде датчика виброускорения, предварительный усилитель выполнен в виде усилителя заряда, выход которого через фильтр соединен с входами индикатора уровня сигнала и блока релейных каскадов и индикации. При этом блок релейных каскадов и индикации содержит первый и второй пороговый элементы, элемент, исключающий ИЛИ, инвертор и первый, второй и третий индикаторы, причем входы пороговых элементов соединены с входом блока релейных каскадов и индикации, выход первого порогового элемента соединен с первым индикатором и первым входом элемента исключающего ИЛИ, выход второго порогового элемента соединен через инвертор с третьим индикатором и вторым входом элемента исключающего

ИЛИ, выход которого соединен с вторым индикатором.

К существенным отличиям способа диагностирования элементов гидросистем механизированной крепи относятся следующие признаки: контролируют величину виброускорения колебаний корпусов элементов гидросистемы, вызванных гидродинэмическим шумом под действием турбулизации потока перетекаемой рабочей жидкости; определяют уровень виброускорения колебаний в диапазоне частот 15-40 кГц с шириной полосы 1 — 1,5 октавы; сравнивают его с заданными значениями; по результатам сравнения судят î состоянии элементов гидросистемы механизированной крепи.

К существенным отличиям устройства диагностирования элементов гидросистем механизированной крепи относятся следующие признаки; устройство дополнительно снабжено фильтром; чувствительный элемент выполнен в виде датчика виброускорения; предварительный усилитель выполнен в виде усилителя заряда; выход усилителя через фильтр соединен с входами индикатора уровня сигнала и блока релейных каскадов и индикации; блок релейных каскадов и индикации содержит первый и второй и третий индикаторы и их связи.

Наличие отличительных признаков показывает, что предложенные и технические решения соответствуют критерию изобретения "новизна", Проведенный анализ известных технических решений по кл.Е 21 0 23/ОО и технической литературы по УДК 681.518.5 показал, что предложенные технические решения соответствуют критерию изобретения "существенные отличия".

На чертеже изображена функциональная схема устройства диагностирования элементов гидросистемы механизированной крепи, Устройство содержит чувствительный элемент 1, выполненный в виде датчика виброускорения, выход которого соединен через предварительный усилитель 2, выполненный в виде усилителя заряда и фильтр 3 с входами индикатора 4 уровня сигнала и блока релейных каскадов и индикации, который содержит первый и второй пороговые элементы 6 и 7, элемент 8, исключающий ИЛИ, инвертор 9, первый, второй и третий индикаторы 10, 11 и 12. При

1836568 этом, входы первого и второго пороговых элементов 6 и 7 соединены с входом блока

5 релейных каскадов и индикации. Выход первого порогового элемента 6 соединен с первым индикатором 10 и первым входом элемента 8 исключающего ИЛИ. Выход второго порогового элемента 7 соединен через инвертор 9 с третьим индикатором 12 и вторым входом элемента 8 исключающего

ИЛИ, выход которого соединен с вторым индикатором 11.

Способ диагностирования элементов гидросистем механизированной крепи при помощи устройства осуществляется следующим образом.

Чувствительный элемент 1, выполненный в виде датчика виброускорения, устанавливается на диагностируемый элемент гидросистемы механизированной крепи, который находится под давлением рабочей жидкости, воспринимает механические колебания корпуса элемента гидросистемы и преобразует их в электрический сигнал, пропорциональный виброускорению колебаний, Предварительный усилитель 2, выполненный в виде усилителя заряда, служит для согласования датчика виброускорения, соединенного кабелем с электронными элементами устройства, снижения влияния длины кабеля и емкости датчика виброускорения на величину всего устройства и тушения сигнала датчика виброускорения, Фильтр 3 из усиленного сигнала виброускорения выделяет полосу частот 1-1,5 октавы в диапазоне частот 15 — 40 кГц. Индикатор 4 уровня сигнала отображает уровень виброускорения в выделенной фильтром 3 полосе частот.

Первый пороговый элемент 6 блока 5 настроен на аварийный уровень сигнала, то есть на аварийный уровень негерметичности элемента гидросистемы. Второй пороговый элемент блока 5 настроен на уровень меньшего сигнала, соответствующего зарождающейся негерметичности элемента гидросистемы.

Если сигнал, выделенный фильтром 3, не превышает уровень пороговых элементов 6 и 7, то на их выходах формируются сигналы логического нуля, на выходе элемента 8, исключающего ИЛИ также формируется сигнал логического нуля, а на выходе инвертора 9 сигнал логической единицы. В атом случае включается третий индикатор

12, что свидетельствует о нормальном состоянии диагностируемого элемента гидросистемы.

Если сигнал, выделенный фильтром 3, превысил уровень второго порогового элемента 7, но не превысил уровень первого

55 порогового элемента 6, то на выходе второго порогового элемента 7 формируется сигнал логической единицы, на выходе первого порогового элемента 8 исключающего ИЛИ формируется сигнал логической единицы, а на выходе инвертора 9 — сигнал логического нуля. В этом случае включается второй индикатор, что соответствует наличию в диагностируемом элементе гидросисТемы зарождающейся негерметичности.

Если сигнал. выделенный фильтром 3, превысил уровни первого и второго пороговых элементов 6 и 7, то на их выходах формируются сигналы логической единицы, на выходах элемента 8 исключающего ИЛИ и инвертора 9 формируются сигналы логического нуля. В этом случае включается первый индикатор 10, что свидетельствует о наличии аварийной негерметичности диагностируемого элемента гидросистемы механизированной крепи, Для повышения чувствительности устройства выбирается датчик виброускорения с частотой резонанса в зоне прозрачности фильтра 3.

Таким образом, устройство диагностирования элементов гидросистемы механизированной крепи, реализуя предлагаемый способ, позволяет повысить эффективность обнаружения на раннем этапе зарождающихся негерметичностей и позволяет повысить достоверность диагностирования.

Экономический эффект от использования изобретения составит 5 — 10 тыс. рублей в год на один прибор, реализующий способ и устройство, за счет снижения простоев механизированных лав из-за отказов элементов гидросистемы механизированной крепи.

Формула изобретения

1, Способ вибрационной диагностики, включающий контроль вибросигнала, исходящего от исследуемого объекта, сравнение его с заданным значением и суждение по результатам сравнения о состоянии исследуемогообъекта, отл и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности обнаружения начала зарождения негерметичности корпусов элементы гидросистемы механизированной крепи, контролируют величину виброускорения колебания корпусов элементов гидросистемы, вызванных гидродинамическим шумом под действием турбулизации потока перетекающей рабочей жидкости в диапазоне частот 15 — 40 кГц в пределах полосы 1 — 1,5 октавы.

2. Устройство для вибрационной диагностики, включающее чувствительный элемент, усилитель, фильтр, четыре индикатора, два пороговых элемента, выход одного из кото.1836568

Составитель М. Китайская

Техред М. Моргентал Корректор О. Густи

Редактор M. Ленина

Заказ 3015 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 . рых соединен с входом первого индикатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности обнаружения начала зарождения негерметичности корпуcos элементов гидросистемы механизиро- 5 ванной крепи, в него введены алементыИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и инвертор, при этом чувствительный элемент через усилитель подключен к фильтру, выход которого.

1,0 подключен к второму индикатору и к обоим пороговым элементам, выход первого порогового элемента подключен к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к входу третьего индикатора, выход второго элемента подключен к второму входу элемента ИСКЛ ЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, и к входу инвертора, выход которого подключен к четвертому индикатору.