Торсиографирование - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Торсиографирование

Торсиографирование следует производить при непрерывном медленном изменении числа оборотов двигателя.  [1]

Торсиографирование двигателей , спаренных с насосными установками, следует проводить только со стороны свободного конца коленчатого вала двигателя. Упругие или зубчатые муфты и редуктор демпфируют колебания, и насосная часть установки остается практически свободной от крутильных колебаний.  [2]

Торсиографирование стационарных и передвижных установок с двигателями, имеющими число оборотов до 900 в минуту, производится при помощи механического торсиографа с ременным приводом ( фиг.  [3]

Если первое торсиографирование двигателя в заводских условиях проводится на стенде то второе торсиографирование обязательно должно быть проведено на той конструкции, для которой предназначен двигатель. Это позволяет окончательно установить характеристику крутильных колебаний системы и найти дополнительные явления, вызываемые связными колебаниями.  [4]

При торсиографировании более быстроходных двигателей ( В2 - 300 или других транспортного типа) с более высокой частотой собственных колебаний механический торсиограф присоединяют непосредственно и жестко к коленчатому валу или же в этом случае применяется электрический торсиограф.  [5]

Было произведено торсиографирование двигателя , которое показало, что при рабочих числах оборотов имеет место резонанс из-за действия 1 5 гармоники. При этом возбуждается двухузло-вая форма колебаний. Зная способность муфты изменять положение резонансов двухузловой формы, была предпринята целая серия опытов по осуществлению сдвига указанного резонанса за диапазон рабочих чисел оборотов.  [6]

Для двигателей внутреннего сгорания первое торсиографирование проводится в стендовых условиях с гидравлическим тормозом.  [7]

В случае невозможности установки торсгюграфа вблизи ротора генератора торсиографирование производят со стороны свободного конца вала генератора. Если якорь возбудителя находится на одном валу с ротором, то амплитуда конца вала генератора незначительно отличается от амплитуды ротора генератора в связи с малой массой якоря возбудителя. Если возбудитель не находится на одном валу с ротором, то амплитуда свободного конца вала генератора равна амплитуде ротора генератора. Снимая торсиограммы в этом сечении, получаем степень неравномерности с учетом крутильных колебаний.  [8]

Такая резонансная кривая, полученная опытным путем при торсиографировании четырехтактного восьмицилиндрового двигателя V8M - 345 ( 500 л. с., 375 об / мин), дана на фиг.  [9]

Основными видами испытаний в рабочих условиях являются вибрографи-рование, торсиографирование и тензо-метрирование. Тензометрирование обычно проводится с помощью проволочных датчиков.  [10]

Основными видами испытаний в рабочих условиях являются вибрографи-рование, торсиографирование и тензо-метрирование. Тензометрирование обычно проводится с помощью проволочных датчиков.  [11]

Для определения амплитуд колебаний и дополнительных напряжений на рабочем режиме торсиографирование производят дод нагрузкой, равной 75 % от номинальной.  [12]

Для выполненных двигателей наиболее надежным является экспериментальное определение податливости по данным торсиографирования .  [13]

Если первое торсиографирование двигателя в заводских условиях проводится на стенде то второе торсиографирование обязательно должно быть проведено на той конструкции, для которой предназначен двигатель. Это позволяет окончательно установить характеристику крутильных колебаний системы и найти дополнительные явления, вызываемые связными колебаниями.  [14]

Для выбора места установки торсиографа, масштаба увеличения и режимов работы при торсиографировании необходимо предварительно произвести теоретический расчет установки на крутильные колебания. В тех случаях, когда расчет не проведен, при выборе места установки торсиографа следует руководствоваться имеющимися свободными местами на валу. Обычно принимают передний свободный конец коленчатого вала, к торцу которого прикрепляется шкивок для привода торсиографа.  [15]

Материалы: http://www.ngpedia.ru/id519163p1.html

ПОКУСАЕВ МИХАИЛ НИКОЛАЕВИЧ

ЮНИЦКИЙ ВИКТОР АЛЕКСАНДРОВИЧ

блоках 15 и 16 в виде импульсов длительностью А?1 и Д?2 поступят в вычислительное устройство 17.

Учитывая, что участки волноводов 3 и 8, находящиеся в НФП, имеют одинаковую протяженность H, можно определить, решая совместно уравнения (2)—(7), среднюю температуру, уровень и массу (по формуле (1)) НФП в резервуаре:

H = At1C10(1 + a1(© - 20 °C)) =

На выходе вычислительного устройства 17, согласно уравнениям (1), (8)—(10) формируются коды, соответствующие средней температуре ©, уровню Н и массе т нефтепродуктов в резервуаре.

Так как соответствующие участки Нт — Н и Н волноводов 3 и 8 находятся в одинаковых темпе-

ратурных условиях, то выходные параметры МПП НФП (средняя температура ©, уровень H и масса m НФП) не зависят ни от градиента температуры по высоте резервуара, ни от градиента температуры НФП по его уровню, откуда следует, что разработанный НФП имеет повышенную точность преобразования нефтепродуктов в резервуарах.

1. Несговоров А. М., Фролов Ю. А., Буланов А. И. Контроль количества и качества нефтепродуктов / Под ред. В. Ф. Новоселова. — М.: Недра, 1995. — 156 с.

2. ЗАО "Альбатрос", ЗАО НТФ "НОВИНТЕХ", ОАО "Красное знамя", НПО "РИЗУР", НПП "Сенсор", "MTS Sensors", "Veeder-Root", "Hawk America", "Foxboro", "Balluff Micropulse" и др.

3. Пат. RU 2194953 C 27 G 01 F 23/28. Способ измерения уровня и массы жидких сред в резервуарах / Э. А. Артемьев, В. И. Камнев // Бюл. — 2002. — № 35.

Эдуард Аркадьевич Артемьев — канд. техн. наук, профессор кафедры "Вычислительная техника и электроника" ФГОУ ВПО "А1ТУ".

М. Н. Покусаев, В. А. Юницкий

Рассмотрен беспроводной датчик для системы контроля крутильных колебаний на судах. Предъявлена функциональная схема датчика, дано описание работы протокола Bluetooth для передачи данных измерения. Ключевые слова: беспроводная передача информации, метод частотных скачков, Bluetooth интерфейс.

Развертывание на судах измерительного оборудования, включая точные быстро устанавливаемые датчики и недорогие измерительные системы, является в данный момент актуальной задачей на российском флоте. Эффективность работы всей измерительной системы в целом зависит от точности и надежности измерительного преобразователя (датчика). В море на судах необходимость в надежных датчиках, в надежности передачи данных с них является главным фактором, от которого

следует отталкиваться при проектировании измерительных систем в экстремальных условиях.

Опыт торсиографирования большого числа судов с современным оборудованием в испытательном центре "Marine Technology Service" Астраханского государственного технического университета убедил в необходимости использования именно беспроводных датчиков для применения в измерительных системах на судах из-за простоты их установки и обслуживания.

Сейчас на рынке измерительного оборудования существует ряд беспроводных датчиков, но они не адаптированы к объекту исследования и к самой среде измерения в целом. Тем более нет беспроводных датчиков, устанавливаемых непосредственно на сам объект исследования — на валопровод ДВС.

Вследствие этого была поставлена задача разработать беспроводной датчик для системы контроля крутильных колебаний на судах, превосходящий по своим характеристикам обыч-

Рис. 1. Структурная схема датчика

ные датчики, и тем самым снизить затраты на саму измерительную систему в целом. Структурная схема разработанного датчика представлена на рис. 1.

Основу датчика составляет микроконтроллер, содержащий в себе функции Bluetooth-ин-терфейса [1], инструментальный усилитель для тензомоста, радиомодуль и антенный усилитель. Помимо этого датчик содержит в себе литиево-ионную батарею.

Деформация, снимаемая с вала тензомостом ТМ, преобразуется в электрический сигнал, который усиливается дифференциальным усилителем 1, нормируется усилителем 2 до нужного значения, фильтруется фильтром 3 и передается на АЦП микроконтроллера, кодируется, составляется нужный протокол передачи. Далее цифровой сигнал поступает в радиомодуль, затем усиливается усилителем 4 и передается на компьютер.

Для данного вида беспроводного датчика был выбран Bluetooth-интерфейс как готовая сеть для передачи данных измерения. Спецификация Bluetooth описывает пакетный способ передачи информации с временным мультиплексированием [2, 3]. Радиообмен происходит в полосе частот 2400. 2483,5 МГц ISM-диапазона. В радиотракте применен метод расширения спектра посредством частотных скачков и двухуровневая частотная модуляция с фильтром Гаусса (binary Gaussian Frequency Shift Keying).

Метод частотных скачков подразумевает, что вся отведен-

ная для передачи полоса частот подразделяется на определенное количество подканалов шириной 1 МГц каждый. Канал представляет собой псевдослучайную последовательность скачков по 79 или 23 радиочастотным подканалом. Каждый канал делится на временные сегменты продолжительностью 625 мкс, причем каждому сегменту соответствует определенный подканал.

Эти скачки происходят синхронно в передатчике и приемнике в заранее зафиксированной псевдослучайной последовательности. За секунду может происходить до 1600 частотных скачков. Такой метод обеспечивает конфиденциальность и некоторую помехозащищенность передач. Помехозащищенность обеспечивается тем, что если на каком-либо подканале передаваемый пакет не смог быть принят, то приемник сообщает об этом, и передача пакета повторяется на одном из следующих подканалов, но уже на другой частоте.

Протокол Bluetooth может поддерживать асинхронный канал данных, до трех синхронных (с постоянной скоростью) каналов для передачи аналогового сигнала или канал с одновременной асинхронной передачей данных и синхронной передачей аналогового сигнала. Скорость каждого аналогового канала 64 Кбит/с в каждом направлении: асинхронного в асимметричном режиме до 723,2 Кбит/с в прямом и 57,6 Кбит/с в обратном направлениях или до

433,9 Кбит/с в каждом направлении в симметричном режиме.

Одним из направлений применения такого датчика является торсиографирование дизелей судовых машинно-движи-тельных комплексов. В сравнении с измерительной системой для тензометрирования Astech Electronics разработанный датчик является более функциональным, его область применения гораздо шире. К примеру, возможно отсутствие дополнительного блока преобразования сигнала, который присутствует в измерительной системе Astech Electronics. Достаточно одного датчика и портативного компьютера для того, чтобы проводить высокоточные измерения, а также диагностирование.

Внешний вид датчика в составе испытательного стенда представлен на рис. 2. В составе испытательного стенда были проведены испытания данного датчика и его программного обеспечения, что позволило настроить сам датчик и откорректировать алгоритмы программы.

Для проведения измерений также было разработано специализированное программное обеспечение. В нем было реализовано множество современных алгоритмов цифровой фильтрации сигнала, что позволило улучшить характеристики датчика, отфильтровывая ненужные составляющие. Адаптивная

Рис. 2. Датчик крутильных колебаний в составе испытательного стенда:

1 — датчик, установленный на маховик,

2 — тензомост, наклеенный на исследуемый вал

30 _ Sensors & Systems • № 5.2009

фильтрация и алгоритм частотной селекции позволили более точно диагностировать и определять критические частоты крутильных колебаний. Основными видами визуализации данных измерения являются, прежде всего, тензограмма во временной области, спектрограмма и сонограмма в частотной. Основываясь на данных, получаемых с датчика, программа позволяет также проводить измерение мощности двигателя и удельного расхода топлива, что визуализируется в виде дополнительных кривых в отдельных окнах программы.

Эффективность работы этой измерительной системы зависит не только от качественного программного обеспечения, но и от совершенности датчика. Поэтому дальнейшим развитием этого датчика является встраивание микросхемы памяти для ведения внутреннего журнала измерения, т. е. превращение датчика в интеллектуальное устройство, способное работать неза-

висимо от всей измерительной системы.

Сейчас Bluetooth — это быстро развивающееся технология, применение которой в области измерительных устройств вполне оправданно, так как для датчиков беспроводное соединение — это очень важная дополнительная функция, позволяющая расширить область применения измерительного устройства. Наиболее важна эта функция для датчиков, располагающихся в труднодоступных, опасных местах. А простое и прямое непосредственное сопряжение датчиков, снабженных интерфейсом Bluetooth, с компьютером без посредников делает их очень компактными и универсальными устройствами, на базе которых можно строить большие компактные измерительные системы и комплексы.

По данным исследования специалистами компании B&B Electronics and Sensicast Systems, более 53 % промышленных предприятий рассматривают вопрос

о внедрении сетей беспроводных датчиков в течение следующего года. Для сравнения: в прошлом году этот показатель был ниже 45 %. Интерес к беспроводным датчикам как к средству дистанционного контроля также возрос с 64 до 73 % [4].

1. Мейтин М. Bluetooth: устройства всех стран, соединяйтесь // Элект-ронника: Наука, Технология, Бизнес. - 2000. - № 5.

2. Specification of the Bluetooth System. Core / Bluetooth Specification Version 1.0 B. - Vol. 1.

3. Specification of the Bluetooth System. Profiles / Bluetooth Specification Version 1.0 B. - Vol. 2.

Михаил Николаевич Покусаев — д-р техн. наук, профессор, первый проректор, проректор по учебно-воспитательной работе ФГОУ ВПО "АГТУ"

Виктор Александрович Юницкий — сотрудник лаборатории ФГОУ ВПО "АГТУ"

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

АРТЕМЬЕВ ЭДУАРД АРКАДЬЕВИЧ — 2009 г.

АБЗАЛОВ АЛЬБЕРТ ВАЙСОВИЧ, ШУРШЕВ ВАЛЕРИЙ ФЕДОРОВИЧ — 2009 г.

ДМИТРИЕВ ВАДИМ НИКОЛАЕВИЧ, СОРОКИН АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ — 2009 г.

БЛИНОВ АЛЕКСАНДР ВЯЧЕСЛАВОВИЧ, ДМИТРИЕНКО АЛЕКСЕЙ ГЕННАДИЕВИЧ, ИСАКОВ СЕРГЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ, НОВИКОВ ВАЛЕНТИН НИКОЛАЕВИЧ, ТУЖИЛКИН ОЛЕГ ВЛАДИМИРОВИЧ — 2012 г.

Материалы: http://naukarus.com/besprovodnoe-tenzometrirovanie

Рассматривается вопрос о создании беспроводного датчика для системы контроля крутильных колебаний на судах, превосходящего по своим характеристикам обычные датчики. Выясняется роль данных датчиков при применении их в системах мониторинга на судах с целью повышения технического состояния двигателя. Рассматривается программное обеспечение, созданное для анализа и мониторинга данных тензометрирования, и целесообразность применения данных датчиков с точки зрения их выносливости и экономической выгоды. Библиогр. 4. Ил. 3.

The article speaks about the matter of developing the wireless sensors for the torsional oscillation control system at the vessels, shifting simple sensors with their characteristics. It also verifies the importance of these sensors while using them at the monitoring systems to increase the technical health of the engine. The article also speaks about the developed software for analizing and monitoring the tensometering data and the importance of the usage of these sensors from the view point of their capacity and economic benefit.

МОРСКАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ

М. Н. Покусаев, В. А. Юницкий Астраханский государственный технический университет

ТЕНЗОМЕТРИРОВАНИЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ БЕСПРОВОДНЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ

Современное измерительное оборудование - это прежде всего точные, быстро устанавливаемые датчики и недорогие измерительные системы, состоящие из минимума соединяемых блоков и позволяющие упростить техническое обслуживание контролируемого объекта. На судах развертывание такой системы, с минимальным количеством быстро устанавливаемых блоков, при минимальной стоимости, есть именно то, что требуется в данный момент российскому флоту. Основой всех измерительных систем является измерительный преобразователь, или датчик. Именно с него начинают поступать данные измерения, отчасти именно от него зависит эффективность работы всей измерительной системы в целом.

Опыт торсиографирования большого числа судов с использованием современного оборудования в испытательном центре «Marine Technology Service» Астраханского государственного технического университета показал необходимость применения именно беспроводных датчиков в измерительных системах на судах в связи с простотой их установки и обслуживания.

Вследствие этого была поставлена цель - разработать беспроводной датчик для системы контроля крутильных колебаний на судах, превосходящий по своим характеристикам обычные датчики, и тем самым снизить затраты на саму измерительную систему в целом.

Сейчас на рынке измерительного оборудования существует ряд беспроводных датчиков, но они не адаптированы к объекту исследования и самой среде измерения в целом. Тем более нет беспроводных датчиков, устанавливаемых непосредственно на сам объект исследования - валопровод ДВС.

Основой датчика является микроконтроллер, содержащий в себе функции Bluetooth-интерфейса, инструментальный усилитель для тензомоста, радиомодуль и антенный усилитель (рис. 1). Помимо этого датчик содержит в себе литиево-ионную батарею.

Рис. 1. Функциональная схема датчика

Деформация, снимаемая с вала, тензомостом преобразуется в электрический сигнал, который усиливается дифференциальным усилителем 1 и нормируется усилителем 2 до нужного значения, фильтруется фильтром 3 и передается на аналого-цифровой преобразователь микроконтроллера, кодируется, составляется нужный протокол передачи. Далее цифровой сигнал поступает в радиомодуль, после усиливается усилителем 4 и передается на компьютер.

Для данного вида беспроводного датчика был выбран Bluetooth-интерфейс как готовая сеть для передачи данных измерения. Спецификация Bluetooth описывает пакетный способ передачи информации с временным мультиплексированием [1]. Радиообмен происходит в полосе частот 2 400-2 483,5 МГц ISM-диапазона. В радиотракте применен метод расширения спектра посредством частотных скачков и двухуровневая частотная модуляция с фильтром Гаусса (binary Gaussian Frequency Shift Keying).

Метод частотных скачков подразумевает, что вся отведенная для передачи полоса частот подразделяется на определенное количество подканалов шириной 1 МГц каждый. Канал представляет собой псевдослучайную последовательность скачков по 79 или 23 радиочастотным подканалам. Каждый канал делится на временные сегменты продолжительностью 625 мкс, причем каждому сегменту соответствует определенный подканал. Эти скачки происходят синхронно в передатчике и приемнике в заранее зафиксированной псевдослучайной последовательности. За секунду может происходить до 1 600 частотных скачков. Такой метод обеспечивает конфиденциальность и некоторую помехозащищенность передач. Помехозащищенность обеспечивается тем, что если на каком-либо подканале передаваемый пакет не смог быть принят, то приемник сообщает об этом, и передача пакета повторяется на одном из следующих подканалов, уже на другой частоте.

Протокол Bluetooth может поддерживать асинхронный канал данных, до трех синхронных (с постоянной скоростью) каналов для передачи аналогового сигнала или канал с одновременной асинхронной передачей данных и синхронной передачей аналогового сигнала. Скорость каждого аналогового канала - 64 Кбит/с в каждом направлении, асинхронного в асимметричном режиме - до 723,2 Кбит/с в прямом и 57,6 Кбит/с в обратном направлениях или до 433,9 Кбит/с в каждом направлении в симметричном режиме [2, 3].

Одной из областей применения такого датчика является торсиографирование дизелей судовых машинно-двигательных комплексов. Датчик, по сравнению с измерительной системой для тензометрирования Astech Electronics, является более функциональным, область его применения гораздо шире. Например, для того чтобы проводить высокоточные измерения, а также диагностирование, достаточно одного датчика и портативного компьютера.

Внешний вид датчика в составе испытательного стенда представлен на рис. 2: І - датчик, установленный на маховик; 2 - тензомост, наклеенный на исследуемый вал. Были проведены испытания данного датчика и его программного обеспечения, что позволило настроить сам датчик и откорректировать алгоритмы программы.

Рис. 2. Датчик крутильных колебаний в составе испытательного стенда

Для проведения измерений также было разработано специализированное программное обеспечение. В нем было реализовано множество современных алгоритмов цифровой фильтрации сигнала. Это позволило улучшить характеристики датчика, отфильтровывая ненужные составляющие. Адаптивная фильтрация и алгоритм частотной селекции позволили более точно диагностировать и определять критические частоты крутильных колебаний. Основным видом визуализации данных измерения является прежде всего тензограмма во временной области, спектрограмма и сонограмма в частотной. Основываясь на данных, получаемых с датчика, программа позволяет также проводить измерение мощности двигателя и удельного расхода топлива, что визуализируется в виде дополнительных кривых в отдельных окнах программы (рис. 3).

Эффективность работы этой измерительной системы в целом зависит не только от качественного программного обеспечения, но и от конструктивных особенностей датчика. Дальнейшим развитием датчика является встраивание микросхемы памяти для введения внутреннего журнала измерения, т. е. превращения датчика в интеллектуальное устройство, способное работать независимо от всей измерительной системы в целом.

♦« SHIP MONITOR V 1.0

l|g Eg gMMMMj glSlffil ggl^tl Wo.k.ime(Seo): Real И 9:34:57

ф Power of Engine 1 / Engine 2 - т Щ Ш Spectrum analysis of Engine 1

iW Spectrum analysis of Engine 2 Q0Q

-iJ Center. Hz 0 3392 6795 10177 13569 16962

|Monitoring ON |0 |0 | | f

Рис. 3. Программное обеспечение для торсиографирования и анализа полученных данных

В настоящее время Bluetooth - это быстро развивающаяся технология. Ее применение в области измерительных устройств вполне оправдано, т. к. для датчиков беспроводное соединение - это фактически дополнительная и очень важная функция, позволяющая расширить область их применения. Наиболее важна эта функция для датчиков, располагающихся в труднодоступных, опасных местах. Простое и прямое непосредственное сопряжение датчиков, снабженных интерфейсом Bluetooth, с компьютером, без посредников (не нужны более никакие дополнительные устройства, кроме самого датчика, Bluetooth-адаптера и компьютера) делает их очень компактными и универсальными устройствами, на базе которых можно строить большие компактные измерительные системы и комплексы.

По данным специалистов компании B&B Electronics and Sensicast Systems, более 53 % промышленных предприятий рассматривают вопрос о внедрении сетей беспроводных датчиков в течение ближайших лет. Для сравнения: в январе 2005 г. этот показатель был ниже 45 %. Интерес к беспроводным датчикам как к средству дистанционного контроля также возрос с 64 до 73 % [4].

1. Мейтин М. Bluetooth: устройства все стран, соединяйтесь // Электронника: наука, технология, бизнес. -2000. - № 5.

2. Specification of the Bluetooth System. Core. - Bluetooth Specification Version 1.0 B. - Vol. 1.

3. Specification of the Bluetooth System. Profiles. - Bluetooth Specification Version 1.0 B. - Vol. 2.

TENSOMETERING WITH THE USAGE OF THE WIRELESS INTERFACES

M. N. Pokusaev, V. A. Junitskyi

The article speaks about the matter of developing the wireless sensors for the torsional oscillation control system at the vessels, shifting simple sensors with their characteristics. It also verifies the importance of these sensors while using them at the monitoring systems to increase the technical health of the engine. The article also speaks about the developed software for analizing and monitoring the tensometering data and the importance of the usage of these sensors from the view point of their capacity and economic benefit.

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-52970

Материалы: http://cyberleninka.ru/article/n/tenzometrirovanie-s-primeneniem-besprovodnyh-interfeysov