Беспроводной датчик вибрации (варианты)
Владельцы патента RU 2437071:
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация" (RU)
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для вибродиагностики машин и оборудования. Беспроводной датчик вибрации, предназначенный для вибродиагностики машин и оборудования, содержит акселерометр и корпус с размещенными в нем источником питания, устройствами обработки и беспроводной передачи сигнала. Акселерометр закреплен на корпусе устройства с помощью эластичной мембраны, при этом корпус устройства и акселерометр снабжены магнитными основаниями, при этом магнитное основание может быть снабжено диэлектрической прокладкой, а акселерометр вместо магнитного основания может быть оснащен резьбовым отверстием. Технический результат, достигаемый при реализации заявленных изобретений, заключается в расширении полосы измеряемых частот вибрации при одновременном расширении функциональных возможностей устройства за счет упрощения процедуры установки устройства на объект контроля, обеспечении при необходимости электрической изоляции акселерометра от объекта контроля. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для вибродиагностики машин и оборудования.
Известно устройство для мониторинга технического состояния электродвигателей (Electric motor monitor, US patent 5726911), содержащее корпус с резьбовым отверстием для крепления устройства на объекте, акселерометр, источник питания и устройства для обработки и беспроводной передачи информации.
Недостатками данного устройства является то, что акселерометр жестко связан с корпусом устройства, что приводит к увеличению эквивалентной массы колебательной системы и снижению измеряемой полосы частот. Другими недостатками устройства являются необходимость наличия резьбового отверстия на объекте контроля и низкая оперативность установки устройства на объект.
Известен беспроводной датчик вибрации M9E-RF-1-50G фирмы TECHKOR instrumentation (Приложение 1), являющийся наиболее близким аналогом, содержащий корпус с резьбовым отверстием для крепления на объекте, акселерометр, источник питания, устройства обработки и беспроводной передачи сигнала. Недостатками данного устройства, как и предыдущего, является то, что акселерометр жестко связан с корпусом устройства, что приводит к увеличению эквивалентной массы колебательной системы и снижению измеряемой полосы частот.
Целью изобретения является расширение полосы измеряемых частот вибрации при одновременном расширении функциональных возможностей устройства за счет упрощения процедуры установки устройства на объект контроля, обеспечении при необходимости электрической изоляции акселерометра от объекта контроля.
Поставленная цель достигается тем, что акселерометр закреплен на корпусе устройства с помощью эластичной мембраны, при этом корпус устройства и акселерометр снабжены магнитными основаниями.
Поставленная цель достигается также тем, что, как вариант, магнитное основание снабжено диэлектрической прокладкой.
Поставленная цель достигается также тем, что акселерометр закреплен на корпусе устройства с помощью эластичной мембраны, при этом корпус устройства снабжен магнитным основанием, а акселерометр оснащен резьбовым отверстием.
Анализ отличительных признаков предлагаемого устройства показал, что:
- закрепление акселерометра на корпусе с помощью эластичной мембраны приводит к уменьшению эквивалентной массы колебательной системы, за счет исключения из нее корпуса со связанными с ней составными частями датчика и, тем самым, к увеличению ее резонансной частоты и расширению диапазона измеряемых частот вибрации;
- оснащение корпуса устройства и акселерометра магнитными основаниями дает возможность оперативно устанавливать устройство на объект, не требуя для этого наличия на объекте резьбового отверстия;
- оснащение магнитного основания диэлектрической прокладкой обеспечивает электрическую изоляцию акселерометра от объекта контроля;
- оснащение акселерометра резьбовым отверстием, хотя и снижает оперативность установки датчика на объект контроля, позволяет еще более расширить диапазон измеряемых частот вибрации. Сущность изобретения поясняется фигурами 1 и 2.
Беспроводной датчик вибрации представляет собой корпус 1, снабженный магнитным основанием 2. В корпусе с помощью эластичной мембраны 3 закреплен акселерометр 4 со своим магнитным основанием 5 (фиг.1) или резьбовым отверстием 6 (фиг.2). Кроме этого, в корпусе расположены источник питания 7 и устройства обработки и беспроводной передачи сигнала, содержащие электронные платы 8 и 9, микроконтроллер 10, память 11 и радиомодуль 12. При наличии требований к электрической изоляции акселерометра 4 от объекта контроля магнитное основание 5 снабжают диэлектрической прокладкой 13. Устройство работает следующим образом.
Для проведения измерений датчик подносят к поверхности объекта контроля, при этом на ней одновременно закрепляются как корпус датчика 1 с помощью магнитного основания 2, так и акселерометр 4 с помощью магнитного основания 5, причем, поскольку акселерометр 4 не имеет жесткой связи с корпусом 1 и связанными с ним массивными элементами, масса колебательной системы, состоящей из акселерометра 4 и магнитного основания 5, оказывается мала, что приводит к увеличению ее резонансной частоты, и, таким образом, к расширению диапазона измеряемых частот вибрации.
При использовании варианта с резьбовым отверстием в акселерометре в него вворачивают шпильку, затем датчик подносят к резьбовому отверстию на поверхности объекта контроля и, вращая датчик за корпус 1, вворачивают шпильку в отверстие. Затяжку производят гаечным ключом. При этом акселерометр 4 оказывается закрепленным на объекте контроля с помощью шпильки. После этого освобождают корпус датчика 1, и он удерживается на объекте контроля с помощью магнитного основания 2.
Таким образом, предлагаемая конструкция датчика позволяет расширить полосу измеряемых частот вибрации, упростить процедуру установки устройства на объект контроля, исключить требования к наличию резьбового отверстия на объекте контроля для крепления датчика, а также обеспечить при необходимости электрическую изоляцию акселерометра от объекта контроля.
1. Беспроводной датчик вибрации, содержащий акселерометр и корпус с размещенными в нем источником питания, устройствами обработки и беспроводной передачи сигнала, отличающийся тем, что акселерометр закреплен на корпусе с помощью эластичной мембраны, при этом корпус и акселерометр снабжены магнитными основаниями для крепления на объекте.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитное основание акселерометра снабжено диэлектрической прокладкой.
3. Беспроводной датчик вибрации, содержащий акселерометр и корпус с размещенными в нем источником питания, устройствами обработки и беспроводной передачи сигнала, отличающийся тем, что акселерометр закреплен на корпусе с помощью эластичной мембраны, при этом корпус снабжен магнитным основанием, а акселерометр снабжен резьбовым отверстием.
