Датчики виброскорости

Это достаточно узкий в настоящее время класс вибродатчиков,

называемых так, потому что выходной сигнал с этих вибродатчиков

пропорционален виброскорости.

Классический магнитоиндукционный датчик виброскорости

представляет собой сильный кольцевой магнит, в зазоре которого

перемещается катушка, связанная с инерционной массой. По за-

кону электромагнитной индукции при перемещении конструкции

оборудования, на которой установлен датчик, в катушке будет на-

водиться электродвижущая сила (ЭДС), по величине всегда прямо

пропорциональная скорости перемещения катушки в магнитном

поле. К достоинствам этого датчика можно отнести его простоту и

хорошую стабильность основных параметров. Конструктивно эти

преобразователи выполнены так, что их можно использовать для

измерения как абсолютной, так и относительной виброскорости.

Применение дополнительного электронного интегрирования или

дифференцирования измерительного напряжения позволяет ис-

пользовать датчики абсолютной виброскорости для измерения ви-

броперемещений и виброускорений. Недостатком является ограни-

ченный диапазон частот, от 10 до 1 ООО Гц (измеряемые виброско-

рости находятся в пределах от 0,1 до 100 мм/с), а также большая

масса постоянного магнита, существенно затрудняющая крепление

датчика.

Принцип действия оптического (лазерного) датчика виброско-

рости основан на измерении сдвига частоты ∆F(t) лазерного излуче-

ния, рассеянного движущимся со скоростью V(t) объектом (эффект

Доплера), и заключается в сложении отраженного от объекта опти-

ческого сигнала, несущего информацию о колебательной скорости

объекта, с излучаемым оптическим гетеродином сигналом:

где λ = 0,78 мкм — длина волны лазерного излучения; Ω — постоянный

сдвиг частоты рассеянного излучения, формируемый оптоэлектронной

схемой прибора (оптическим гетеродином); V(t) — вектор колебатель-

ной скорости объекта; п — направление лазерного луча; Q — угол

между V(t) и п ; Vp = \ V(t)\cosQ — проекция вектора колебательной

скорости на направление луча лазера.

Измерение производится с помощью оптического гетеродина и

частотного детектора, напряжение на выходе которого пропорцио-

нально разности ∆F(t) - Q.

Этот датчик предназначен для измерения продольной к лучу ла-

зера проекции виброскорости поверхности исследуемого объекта.

Поверхность исследуемого объекта может быть любая и не требует

специальной подготовки. В состав датчика (рис. 7.2) входят измери-

тельная головка 1, электронный блок 2 и соединительный кабель 3.

Сигнал от измерительной головки 1 поступает на электронный блок

2, имеющий индикатор качества измеряемого сигнала, и далее на

цифровой анализатор. Анализатор позволяет измерять диагностиче-

ский сигнал в диапазоне частот от 0,5 Гц до 30 кГц. Диапазон изме-

ряемых виброскоростей — до 400 мм/с. Расстояние до объекта — от 0,5

до 5 м. Измерительная головка с объективом лазерного преобразо-

вателя закреплена на штативе, который обеспечивает возможность

направлять лазер на объект контроля под любым углом. Для удобства

работы (в части фиксации точки измерения вибрации на корпусе

контролируемого агрегата) в состав оптической схемы включен лазер

подсветки, длина волны которого (0,63 мкм) находится в видимой об-

ласти спектра. Его луч полностью совмещен с лучом инфракрасного

лазера. В процессе измерения головка лазера направляется на корпус

диагностируемого агрегата, и после включения электронного блока

лазер подсветки фокусируется на корпусе агрегата.