Машины и аппараты пищевых производств

Датчики и приборы, применяемые при диагностировании

Основные задачи диагностирования (проверка исправности, работоспособности и функционирования, поиск дефектов и сбор информации для прогнозирования остаточного ресурса) решают системы диагностирования. Система диагностирования представ­ляет собой совокупность средств технической диагностики ма­шин, объекта диагностирования и исполнителей.

Средства технического диагностирования являются важной составной частью системы диагностирования. Среди аппаратур­ных средств диагностирования, которые имеют наиболее широ­кое применение для диагностирования машин различают внешние средства, подключаемые к объекту диагностирования только для осуществления процесса диагноза, и встроенные средства, со­ставляющие с объектом диагностирования конструктивно единое целое и дающие возможность получать информацию о состоянии объекта непрерывно.

Как и все средства измерений средства диагностирования де­лят на ручные и автоматизированные, кроме того, по отношению к объектам диагностирования они могут быть специализирован­ными или универсальными. Специализированные аппаратурные средства отличаются большей простотой и меньшей стоимостью. Универсальные аппаратурные средства могут работать по смен­ным программам, поэтому пригодны для различных объектов диаг­ностирования. Универсальные средства хотя и отличаются слож­ностью и большой стоимостью, могут быть легко унифицирова­ны, что открывает возможность их серийного производства.

Встроенные средства, как правило, всегда являются специали­зированными и труднее поддаются унификации вследствие боль­шого конструктивного разнообразия сборочных единиц машин.

Средства технического диагностирования могут быть пере­носными, передвижными и стационарными.

Средства технического диагностирования машин можно раз­делить также по принципу действия на две большие группы: Средства механические (основанные на механических, гидравли­ческих и пневматических преобразователях и приборах) и сред­ства электрические (основанные на электрических преобразова­телях и приборах). В средства диагностирования входят также различные устройства, обеспечивающие необходимое нагруже - ние объекта при диагностировании (специальные тормозные ма­шины, стенды). Современные средства диагностирования как ме­ханические, так и электрические должны быть укомплектованы Также устройствами метрологического обеспечения.

Первые системы диагностирования машин базировались глав­ным образом на механических аппаратурных средствах. Хотя и сейчас применяют довольно широко механические средства диаг­ностирования, наблюдается тенденция к более широкому исполь­зованию электрических средств. Электрические средства позво­ляют достигать большей точности, обладают более широким, чем механические, частотным диапазоном, позволяют представлять результаты измерения в форме документа, а также автоматизиро­вать процесс постановки диагноза. Электрические средства диаг­ностирования в общем случае содержат последовательно вклю­ченные датчики, промежуточные преобразователи и приборы.

Датчики. Большинство параметров, подлежащих измерению при диагностировании, являются неэлектрическими величинами и только часть их, связанная с электрическим приводом и элек­трооборудованием машин, может быть непосредственно пред­ставлена электрическими сигналами.

К числу измеряемых при диагностировании неэлектрических величин относят, линейные и угловые перемещения, скорости и ускорения, силы и крутящие моменты, давления, расходы жидко­стей и газов, температуры, а также временные интервалы.

Измеряемые при диагностировании машин электрические величины включают в себя параметры электрических цепей (ак­тивные и реактивные сопротивления, емкости и индуктивности), а также напряжения, токи, их функциональные взаимозависимо­сти и изменения в функции времени.

При измерении неэлектрических величин одной из наиболее важных задач является преобразование всех измеряемых пара­метров в унифицированные электрические сигналы, обеспечи­вающие наибольшее удобство при последующих измерениях, об­работке и представлении информации. Эту функцию осуществ­ляют датчики. Датчики механических величин, как правило, со­держат в себе ряд преобразователей - это упругие чувствитель­ные элементы, рычаги, редукторы, турбинки, шатунно-криво - шипные механизмы и другие устройства, сигналы которых воз­действуют на электрические первичные преобразователи, также входящие в состав датчиков. Электрические преобразователи ме­ханических величин и температуры делят на две группы генера­торные, для которых выходной величиной является ЭДС или ток, и параметрические с выходной величиной в виде изменения со­противления, емкости или индуктивности. Обе группы электриче­ских первичных преобразователей имеют много разновидностей, основанных на определенных физических принципах действия.

Промежуточные преобразователи. К числу промежуточ­ных преобразователей в первую очередь относят электрические схемы, в которые включают датчики. Все датчики с параметриче­скими первичными преобразователями включают в специальные измерительные схемы (потенциометрические, мостовые, автоге­нераторные), которые осуществляют преобразование изменений параметров первичного преобразователя в изменения параметров сигнала на выходе схемы. Первичные генераторные преобразова­тели некоторых типов (например, тахогенераторы) и преобразо­ватели электрических величин (шунты, трансформаторы тока и напряжения) соединяют непосредственно без промежуточного преобразования с приборами.

Подавляющее большинство первичных преобразователей от­личаются низким уровнем выходных сигналов. С целью повыше­ния уровня сигнала до величины, достаточной для нормального функционирования прибора применяют масштабные промежу­точные преобразователи-усилители.

Промежуточные преобразователи также применяют в сред­ствах технического диагностирования машин - для формирова­ния сигналов по амплитуде и форме, а также селекции по частоте и фазе. Для этого используют аналоговые и частотные пороговые устройства, дифференцирующие и интегрирующие цепи, частот­ные фильтры и фазовые селекторы.

Приборы. К приборам относят все средства измерений, предназначенные для получения информации об измеряемой ве­личине, в форме, удобной для восприятия наблюдателем. Прибо­ры по способам снятия отсчета делят на приборы с визуальным отсчетом и регистрирующие. Первые по типу индикации можно разделить на приборы с отсчетом по шкале (шкальные), с цифро­вым отсчетом (цифровые) и со знаковым представлением инфор­мации (дисплеи). Регистрирующие приборы в свою очередь делят на приборы с открытой формой записи информации (самописцы), осциллографы, цифропечатающие устройства и приборы со скры­той формой записи информации.