Вибродатчики для приборов серий ОКТАВА и ЭКОФИЗИКА
Приборы серий ОКТАВА и ЭКОФИЗИКА могут использоваться в самых разных задачах, связанных с измерениями вибрации.
Наиболее распространенными являются задачи оценки вредного воздействия вибрации на рабочих местах, а также в помещениях жилых и общественных зданий. Очень близко к этой теме стоит вопрос оценки вибрационных характеристик машин и механизмов с позиций стандартов вибрационной безопасности. Как правило, для этих целей в качестве вибродатчиков используют пьезоакселерометры со встроенной электроникой (типа IEPE или ICP), такие как АР2082М, АР2038Р, АР2037-100, АР98, 1V151HC, 1V154HC, 1V102HB и др. Применение датчиков со встроенной электроникой позволяет избавиться от помех, вызванных трибоэлектрическим эффектом, а также уйти от от проблемы зависимости чувствительности измерительного канала от емкости кабеля.
Для измерения сильных ударных вибраций можно использовать миниатюрные акселерометры пониженной чувствительности, например, АР2019, АР2031, 1V301HA или 1V302HA. Их можно также рекомендовать для измерения вибраций легких конструкций или измерений на частотах выше 10 кГц (при этом следует помнить, что необходимо обеспечить должным образом монтаж акселерометра на исследуемую поверхность).
Для слабых вибраций, характерных, например, для строительных конструкций или сейсмических приложений подойдут акселерометры повышенной чувствительности, например АР2006 или 1V401HS.
Одна из проблем оценки воздействия вибрации на фундаменты и конструкции зданий состоит в необходимости измерения пиковой виброскорости в диапазоне частот от нескольких долей герца до нескольких сот герц. Большинство первичных преобразователей скорости (велосиметры), например, геофоны, имеют резонанс в этой области частот или не подходят по другим причинам. Наиболее распространенным сегодня является метод измерения, основанный на применении акселерометров с последующим интегрированием во временной области. Наш опыт работы с пьезоакселерометрами показывает, что такой подход следует использовать с осторожностью, особенно при измерениях малых уровней виброскорости, что связано с ростом собственных шумов акселерометра при убывании частоты в диапазоне до 1 Гц. Однако при применении подходящих акселерометров, например 1V154HC, 1V101HB, AP2099, АР2006 или 1V401HS такой подход даёт осмысленные результаты.
В настоящий момент одни из наиболее распространённых акселерометров, поставляемых с приборами Октава и Экофизика – вибропреобразователи типа 1V151HC (ГТЛаб, Россия). Эти преобразователи выпускается в таких модификациях с чувствительностью (10, 100, 500 мВ/g). Для применений совместно с ICP входами приборов Октава и Экофизика применение этих акселерометров с чувствительностью 500 мВ/g обычно не оправдано. Датчики 1V151HC-10 имеют ряд схожих параметров с акселерометрами AP2038P-10, а датчики 1V151HC-100 – с акселерометрами AP2038P-100 и AP2082M-100.
Одно из главных удобств вибропреобразователей АР2038Р и 1V151HC – наличие сквозного центрального отверстия, которое позволяет крепить датчик длинным винтом (М5) и ориентировать любым образом в плоскости основания.
При измерениях слабой коммунальной вибрации (порядка 55 – 60 дБ отн. 1 мкм/с2 для корректированных уровней Wm) либо вибрации строительных конструкций рекомендуется использовать вибродатчик с меньшими, чем у АР2082М-100 или 1V151HC-100, уровнями собственного шума – типа 1V154HC-100 (ГТЛаб, Россия).
Вибропреобразователи АР2082М (Глобал Тест, Россия) предназначены для измерения вибраций на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий. Эти акселерометры могут использоваться в большинстве случаев за исключением очень сильных ударных процессов.
ПРИМЕЧАНИЕ. Вибропреобразователь АР2082М выпускается в двух вариантах исполнения: чувствительностью 100 мВ/g и 500 мВ/g. Ниже в таблице приведены технические характеристики исполнения АР2082М-100, так как оно оптимально подходит для большинства задач, в которых применяются приборы серий ОКТАВА и ЭКОФИЗИКА.
Вибропреобразователь АР2038Р (Глобал Тест, Россия) выпускается в трех вариантах исполнения: чувствительностью 10, 100 и 500 мВ/g. Исполнение АР2038Р-10 можно рекомендовать для измерений общей и локальной вибрации на рабочих местах. В исполнении АР2038Р-100 этот датчик близок по характеристикам к АР2082М, но обладает несколько бóльшим вертикальным размером, поэтому не может быть применен в комплекте с полужесткими резиновыми дисками общей вибрации.
Близким аналогом является линейка AP2038 – эти датчики имеют такие же характеристики, как у AP2038P, но не имеют разъёма кабеля (используется кабельный вывод). Это следует учесть особенно в том контексте, что поломка кабеля, при невозможности его заменить, требует замены всего акселерометра.
Все упомянутые датчики датчика могут подключаться к приборам, поддерживающим преобразователи ICP, IEPE и аналогичным.
В стандартной поставке датчики оснащаются кабелем с тремя выходами BNC.
Технические характеристики датчиков 1V151HC, 1V154HC
* – дБ отн. 10-6 м/с2
Вибропреобразователи 1V102T(H)B-100, АР2037-100 и АР2098-100 (ранее назывались AP98) могут применяться для измерений вибраций машин и механизмов, а также вибраций на полу в помещениях на рабочих местах. Модификации 1V102TB и 1V102HB различаются вертикальным или горизонтальным выводом разъёма кабеля.
Вибропреобразователи 1V101HB-100 и АР2099-100 обладают пониженным уровнем собственных шумов и рекомендуется для измерений слабых вибраций – в том числе для измерений коммунальной вибрации на полу в жилых и общественных помещениях и для измерений в целях оценки воздействия вибрации на чувствительное оборудование (вибрационные критерии VC-D и менее строгие).
Вибропреобразователь 1V401HS-500 рекомендуются для оценки малых уровней вибрации. низкочастотной вибрации и измерений малых уровней виброперемещения и виброскорости с помощью акселерометров.
Все перечисленные виды датчиков могут подключаться ко входам приборов, поддерживающих подключение преобразователей типа ICP, IEPE и аналогичных.
В стандартной поставке датчики оснащаются кабелем с разъемами 10-32UNF (к датчику) и BNC (к прибору).
Технические характеристики датчиков 1V101HB-100, 1V102H(T)B-100, 1V401HS-500
* – дБ отн. 10-6 м/с2
Миниатюрные акселерометры со встроенной электроникой
Миниатюрные акселерометры следует использовать для измерения вибрации легких конструкций. Помимо этого их используют для измерения очень сильных вибраций, так как в силу своих малых размеров они обладают пониженной чувствительностью.
1VHA301-1 и АP2019 обладают очень маленькими размерами и массой и устанавливаются на вибрирующую поверхность клеевым способом.
1VHA302-1 и АР2031 имеет чуть большие размеры и имеет встроенную резьбовую шпильку М5.
Для виброакустических измерений на лёгких конструкциях (стёкла, ламели жаллюзи и т.д.) в сфере защиты информации мы рекомендуем использовать миниатюрные вибродатчики номинальной чувствительностью 10 мВ/(мс-2) и неравномерностью АЧХ не более 10% в диапазоне 100 – 11200 Гц. Эти датчики устанавливаются на поверхность клеевым способом.
Все указанные датчики могут подключаться ко входам приборов, поддерживающих подключение преобразователей типа ICP, IEPE и аналогичных.
* – для особо сильной локальной вибрации, связанной с импульсами – например, например на рукоятях молотов или при удержании образцов при ковке, рекомендуется применение 1V301HA-1 или аналогичных датчиков, обеспечивающих за счёт малой чувствительности отсутствие перегрузки при импульсе вибрации с существенной внеполосной составляющей сигнала.
Рекомендации по выбору установочного адаптера
В статье представлено одно из средств обеспечения промышленной безопасности в системах вибромониторинга и вибродиагностики – базовая модель вибродатчика (акселерометра) и дополнительное оборудование, применяемое на предприятиях машиностроения, объектах энергетики, коммунального и прочих отраслей народного хозяйства.
ООО «ВиброТест», г. Москва
Одним из главных контролируемых параметров работающего промышленного агрегата, будь то электродвигатель, генератор, газовый или гидронасос, является вибрация в подшипниковых узлах вращающегося ротора.
Как известно, первичные преобразователи вибрации, или вибродатчики, – основной компонент систем контроля вибрации. От их качества зависит точность измерения вибрации контролируемого оборудования. Какой бы мощной ни была система вибромониторинга, она преобразует и анализирует данные, полученные от вибродатчиков, и от того, насколько они точны, будет зависеть точность преобразованных данных, их анализ и прогноз о надежности оборудования.
Специалисты фирмы ООО «ВиброТест» на основе многолетнего опыта работы с отечественными и зарубежными аналогами разработали, вывели на рынок и рекомендуют к применению собственный вибродатчик – модель А603С01, изготовленную на уровне мировых стандартов для контроля вибрации промышленного оборудования (рис. 1, 2).
Рис. 1. Вибродатчик модели А603С01
Рис. 2. Оборудование ООО «ВиброТест»
Представляя эту модель вибродатчика, стоит отметить характеристики, составляющие его основные преимущества.
ICP (IEPE) акселерометр. Модель А603С01 является вибропреобразователем с выходным сигналом стандарта ICP (IEPE) по виброускорению, стандарт IEPE признан наиболее удобным, использует самую экономичную и надежную двухпроводную схему подключения, поэтому он наиболее распространен в системах контроля вибрации.
Чувствительность (коэффициент преобразования) 100 мВ/g (10,2 мВ/(мм/с2). Это самое распространенное значение амплитуды, позволяющее оценить уровень вибрации большинства промышленных агрегатов до 300 кВт.
Отметим такие физические характеристики, как:
– подключаемый разъем: тип MIL-C‑5015 (2 pin) (рис. 3);
– установочная шпилька: М6;
– степень защиты: IP68.
Рис. 3. Физические характеристики акселерометра А603С01
С прочими характеристиками можно ознакомиться на сайте производителя: vibrosensors.ru.
Основные преимущества вибродатчика А603С01
По сравнению с импортными аналогами:
– продукт российского производителя;
– отвечает требованиям программы импортозамещения, благодаря своему конструктиву и характеристикам, может заменить многие импортные аналоги таких известных брендов, как РСВ Piezotronics (IMISensors), СТС, SPM, Metrix, BentlyNevada, B&K и др. Причем по принципу «открутил один – установил другой»;
– имеет характеристики не хуже импортных аналогов, по некоторым превосходит их;
– имеет невысокую стоимость;
– всегда в наличии на складе в России (Москва).
С точки зрения эксплуатации: универсальное использование. Можно применять в системах вибромониторинга, вибродиагностики и виброзащиты промышленного оборудования.
Подключая через ICP-преобразователь ВТК‑2-010‑DIN (рис. 4), можно получить широкополосный сигнал в виде переменного напряжения, пропорционального виброускорению, для изучения спектра вибрационного сигнала и использовать это в системах вибродиагностики и виброанализаторах.
Рис. 4. Преобразователь ВТК-2-010-DIN
Подключая к преобразователю ICP 4–20 мА (ВТК‑2-111‑DIN с RS‑485, рис. 5), можно получить токовый сигнал по виброскорости для контроля уровня вибрации в системах виброконтроля и виброзащиты агрегатов.
Рис. 5. Преобразователь ВТК-2-111-DIN с RS-485
Этот датчик работает в комплекте с вибровыключателем ООО «ВиброТест» модели 685ВТ01 и может использоваться в системах виброзащиты оборудования.
Вибродатчик А603С01 может быть использован в переносных приборах с выносными датчиками вибрации, такими как виброметры и виброанализаторы различных фирм и производителей. В комплекте с датчиком могут быть поставлены соответствующие кабели нужной длины и магнитные установочные адаптеры для его подключения (рис. 6).
Рис. 6. Акселерометр А603С01 с переходными адаптерами
Используя широкий ассортимент переходных адаптеров, есть возможность установить акселерометр А603С01 в различные места с уже готовыми точками крепления самых разных датчиков, в различные отверстия.
Опционально возможна поставка акселерометра с температурным выходом, что позволит выполнять одновременный мониторинг вибрации и температуры в точке установки вибродатчика, эта модель носит название А603С01Т.
При необходимости производители могут предложить вариант акселерометра с боковым выходом разъема – модель А602D01 (рис. 7).
Рис. 7. Акселерометр А602D01 с боковым выходом разъема
Имеется акселерометр с боковым выходом разъема и креплением на болт М6 (рис. 8), причем все электрические характеристики идентичны модели А603С01, различие лишь в способе крепления вибродатчика.
Рис. 8. Акселерометр А602D01E с боковым выходом разъема и креплением на болт М6
Вибродатчики комплектуются ответными разъемами для подключения кабеля к датчикам, или может быть изготовлена кабельная сборка нужной длины и конструктива (рис. 9).
Рис. 9. Кабельные сборки к вибродатчикам
Вибродатчик модели А603С01 (А602D01, A602D01E) сертифицирован, может проходить первичную (при продаже) и периодическую поверку, а также имеет декларацию соответствия ТР ТС 020/2011.
Сотрудники ООО «ВиброТест» с удовольствием ответят на ваши вопросы, примут заказ и организуют его доставку. Обращайтесь по контактным данным, указанным ниже.
В статье представлены средства обеспечения промышленной безопасности: линейка акселерометров и дополнительного оборудования для комплектования систем вибромониторинга, диагностики и защиты машин и оборудования предприятий нефтегазовой промышленности, энергетики, транспорта и других базовых отраслей.
Известно, что основной компонент систем контроля вибрации – первичные преобразователи вибрации, или вибродатчики. От их качества зависит точность измерения вибрации контролируемого оборудования. Какой бы мощной ни была система вибромониторинга, она преобразует и анализирует данные, полученные от вибродатчиков, и от того, насколько они точны, будет зависеть точность преобразованных данных, их анализ и прогноз по надежности оборудования.
Специалисты ООО «ВиброТест» на основе многолетнего опыта работы с отечественными и зарубежными аналогами разработали, вывели на рынок и рекомендуют к применению собственную линейку вибродатчиков – промышленных акселерометров стандарта IEPE (ICP) (рис. 1). Используя их в комплекте с согласующими устройствами компании, можно решить основные задачи по вибромониторингу и виброзащите оборудования.
Рис. 1. Промышленные акселерометры ООО «ВиброТест»
Основные характеристики акселерометра IEPE (ICP)
Промышленные акселерометры компании «ВиброТест» имеют выходной сигнал стандарта IEPE (ICP) по виброускорению. IEPE – самый удобный стандарт, использующий самую экономичную и надежную двухпроводную схему подключения, поэтому он наиболее распространен в системах контроля вибрации. По двухпроводной схеме происходит питание схемы датчика и снимается полезный сигнал в виде переменного напряжения, пропорционального виброускорению, с помощью IEPE-преобразователя.
Чувствительность (коэффициент преобразования) акселерометра 100 мВ/g (10,2 мВ/(мм/с2)). Это самое распространенное значение амплитуды, позволяющее оценить уровень вибрации большинства промышленных агрегатов до 300 кВт. Остальные базовые характеристики прибора указаны в табл. 1.
Таблица 1. Основные характеристики промышленного акселерометра IEPE (ICP) «ВиброТест»
Акселерометры выполнены в основном в двух вариантах установки: с разъемом вверх или вбок. При боковом расположении разъема для удобства ориентирования угла поворота датчик крепится болтом. Установочные и габаритные размеры приведены на рис. 2.
Рис. 2. Установочные и габаритные размеры акселерометров: а – модель А603С01; б – модель А602D01E
Отметим еще такие физические характеристики, как:
– подключаемый разъем: тип MIL-C-5015 (2 pin);
– установочная шпилька (болт): М6;
– степень защиты: IP68.
Подразумевается, что акселерометры подключаются кабелем к ответным разъемам типа MIL-C-5015. В компании могут предложить изготовить к акселерометрам кабельные сборки нужной конфигурации: как в антивандальном бронерукаве, так и без него, с разными типами кабелей сечением от 0,2 до 0,75 мм для различных задач – и для стационарных систем вибромониторинга, и для переносных виброметров и виброанализаторов. В некоторых случаях разработчики могут поставить акселерометры уже со встроенным кабелем нужной длины (рис. 3).
Рис. 3. Акселерометры со встроенным кабелем
Для установки акселерометров к ним предлагается большая линейка адаптеров с различными резьбами (рис. 4), предназначенных как для стационарной (шпильки), так и для мобильной (магнитные) установки, в том числе для трехосевого расположения акселерометров.
Рис. 4. Адаптеры для установки акселерометров «ВиброТест»
ООО «ВибротТест» может предложить к своим акселерометрам преобразователи, которые совместно с вибродатчиками формируют измерительные каналы для систем вибромониторинга и виброзащиты:
– ICP-преобразователь ВТК-2-010-DIN (рис. 5) для питания IEPE-акселерометра. На выходе – переменное напряжение, пропорциональное виброускорению. Преобразователь выполнен в пластиковом корпусе с клеммами, крепление на DIN-рейку, напряжение питания 24 В;
Рис. 5. ICP-преобразователь ВТК-2-010-DIN
– преобразователь ВТК-2-111-DIN (рис. 6) для питания акселерометра. Выходные параметры: переменное напряжение, пропорциональное виброускорению; выходной сигнал по виброскорости 4–20 мА (25,4 мм/с); интерфейс RS-485 (Modbus RTU); три встроенных виброреле (вибровыключателя);
Рис. 6. Преобразователь ВТК-2-111-DIN
– вибровыключатель 685ВТ01 (рис. 7) имеет два встроенных реле «сухой контакт»: для предупредительной сигнализации и аварийной остановки. Корпус с креплением на DIN-рейку, питание 24 В. Имеется настройка уровней срабатывания реле.
Рис. 7. Вибровыключатель 685ВТ01
Основные преимущества акселерометров ООО «ВиброТест»
По сравнению с импортными аналогами:
– продукт российского производителя;
– соответствует программе импортозамещения. Благодаря своей конструкции и характеристикам может заменить многие импортные аналоги, в том числе таких брендов, как РСВ Piezotronics (IMISensors), СТС, SPM, Metrix, BentlyNevada, B&K. Причем по принципу: «открутил один – установил другой»;
– имеет характеристики не хуже импортных аналогов, по некоторым превосходит их;
– имеет невысокую стоимость;
– всегда в наличии на складе в России (Москва).
Акселерометры ООО «ВиброТест» сертифицированы, могут проходить первичную (при продаже) и периодическую поверку, а также имеют декларацию соответствия ТР ТС. Сотрудники ООО «ВиброТест» с удовольствием ответят на ваши вопросы, примут заказ и организуют его доставку. Обращайтесь по контактным данным, указанным ниже.
Опубликовано в журнале ИСУП № 2(104)_2023
