Повышение эффективности вибродиагностики с использованием пьезоэлектрических и вихретоковых преобразователей

• Автор: Кирпичев, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

1. ВИБРОДИАГНОСТИКА И ВИБРОДИАГНОСТИЧЕСКАЯ
АППАРАТУРА. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ
1.1 Измеряемые параметры и первичные преобразователи
1.2 Пьезоэлектрические преобразователи систем вибродиагностики
1.3 Современное состояние приборов для вибродиагностики с помощью вихретоковых преобразователей
1.4 Выводы
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВИХРЕТОКОВЫХ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ
2.1 Особенности измерения смещений вращающихся валов машин вихретоковым методом
2.2 Математическое моделирование системы «ВТП - электропроводящий цилиндр» методом конечных элементов
2.3 Теоретическое исследование погрешности измерения зазора вихретоковым методом
2.4 Разработка вихретоковых систем повышенной эффективности для измерения вибросмещений
2.5 Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯЮЩИХ ФАКТОРОВ И РАЗРАБОТКА
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВИБРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С УЛУЧШЕННЫМИ МЕТРОЛОГИЧЕСКИМИ
ХАРАКТЕРИСТИКАМИ
3.1 Выбор и обоснование схем построения пьезоэлектрических вибропреобразователей
3.2 Особенности разработки малогабаритных высокочастотных ПВП
3.2.1 Влияющие факторы
3.2.2 Влияние неоднородности поля ускорений
3.2.3 Исследование влияния соизмеримости масс преобразователя и объекта80
3.2.4 Исследование влияния кабельного эффекта
3.2.5 Исследование влияния конструктивных параметров преобразователя на чувствительность к деформации
объекта и собственную частоту
3.3 Принципы построения малогабаритных вибропреобразователей

3.3.1 Принципы построения и практическая реализация однокомпонентных миниатюрных вибропреобразователей
3.3.2 Принципы построения и практическая реализация трёхкомпонентных миниатюрных вибропреобразователей
3.4 Особенности разработки высокотемпературных промышленных ПВП106
3.4.1 Влияющие факторы и выбор схемы построения
3.4.2 Пути уменьшения влияния дестабилизирующих факторов
3.5 Выводы
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВИБРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
4.1 Цель и направления исследований
4.2 Выбор модели оценки эффективности
4.3 Построение обобщённых показателей
4.4 Расчёт показателя технического уровня и оценка корректности его определения
4.5 Выводы
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Актуальность
Вибродиагностика в настоящее время занимает важное место среди методов оценки технического состояния промышленных объектов и оборудования. Перечень объектов вибродиагностики весьма широк - от строительных конструкций, мостов, плотин, трубопроводов, объектов космической техники и т.п. до живых организмов, в т.ч. человека.
Создание новой техники, новых эффективных технологических процессов, решение задач повышения надёжности и долговечности машин и оборудования, обеспечение защиты людей от влияния вредных вибрационных и ударных воздействий требует постоянного внимания к качеству методического и аппаратурного обеспечения вибродиагностики.
В настоящее время измерения параметров вибрации и удара значительно (в десятки-сотни раз) уступают по точности измерениям таких величин, как длина, масса, время, электрическое напряжение и др.
Для измерения вибрационных и ударных ускорений, особенно в высокочастотной области наибольшее распространение получили пьезоэлектрические виброизмерительные преобразователи (ПВП). В то же время для измерения колебательных смещений в низкочастотной области достаточно широкое распространение получили вихретоковые измерительные преобразователи (ВТП), отличающиеся бесконтактным с объектом режимом работы.
От качества измерительной информации, получаемой от вышеуказанных преобразователей, в значительной степени зависит эффективность решения важных диагностических задач. Это определяет актуальность исследований, направленных на совершенствование и создание новых пьезоэлектрических и вихретоковых измерительных преобразователей с улучшенными характеристиками и более широкими эксплуатационными возможностями.
Состояние проблемы
Как показывает мировой опыт, не смотря на значительный в последние десятилетия научно-технический и технологический прогресс, создание многофункциональных, широкодиапазонных унифицированных моделей средств измерения для различных условий их применения - дело не ближайшего будущего. Мировая тенденция в данной области техники - создание измерительных преобразователей для специальных условий их применения. В настоящее время ведущие фирмы производят измерительные преобразователи номенклатурой в десятки наименований, т.к. требования к характеристикам средств измерения, определяемые условиями использования последних, весьма противоречивы.

Рис. 2.5. Годограф Цвн(кДо) при зазорах Я <к ^ Я для 2,8 <(Я0 /Я) <6. Параметры контроля:/=200 кГц, о=5,4 МСм/м, д=300, 10 мм, (Зо~25.