Opis

OPVIBR jest wibrometrem służącym do badania drgań występujących w wielu dziedzinach życia - w diagnostyce eksploatacyjnej napędów maszyn czy w pomiarach oddziaływań drgań na człowieka, a także drgań, których źródłem jest człowiek.

 

Urządzenie zapewnia bezkontaktowy pomiar wibracji czyli nie wpływa na badany obiekt.

Przyrząd znajduje zastosowanie w badaniach elementów silników, pomp, przekładni, łożysk, wentylatorów oraz innych maszyn wirnikowych.

Zaawansowane oprogramowanie wibrometru umożliwia szybką i wygodną obróbkę sygnału.

Właściwości

Urządzenie służy do pomiaru wibracji – jej częstotliwości i amplitudy. Działanie układu polega na nadawaniu przetwornikiem piezo ultradźwiękowej fali ciągłej o stałej amplitudzie i częstotliwości na badaną, wibrującą powierzchnię. Fala odbita jest zmodulowana częstotliwościowo i fazowo tj. dewiacja częstotliwości i fazy zawiera informacje o ruchu badanego obiektu.

Sygnał ten jest odbierany przez drugi, odizolowany przetwornik, wzmacniany i demodulowany.

Istnieją dwa mechanizmy modulacji:

- Efekt Dopplera: Wibrujący element, na który pada fala akustyczna (nośna) zachowuje się jak poruszające się harmonicznie źródło dźwięku. Częstotliwość nośnej zmienia się zgodnie z częstotliwością i amplitudą drgań.

- Okresowa zmiana fazy sygnału wywołana zmianą położenia powierzchni odbijającej.

Demodulacja polega na porównaniu nadanej i odebranej fali. Jednakowa częstotliwość środkowa nadanej i odebranej fali zapewniona jest przez wykorzystanie jednej podstawy czasu. Uniezależnia to także dokładność pomiaru od wartości bezwzględnej częstotliwości – istotna jest tylko krótkookresowa stabilność (jitter).

 

Zalety urządzenia:

1. Możliwość pomiaru wszelkich wibrujących powierzchniach, nawet płynów, szorstkich powierzchni, tkanin, itp.;
2. Pomiar amplitudy drgań;
3. Możliwość wykorzystania bardzo małych czujników, które mogą pracować w bardzo trudnych warunkach (np w zanieczyszczonym środowisku)
4. Pomiar może być wykonany (w zależności od zastosowanych przetworników) z różnych odległości.

Dane techniczne

Zakres częstotliwości nadawanej fali ciągłej: 30kHz-800kHz
Amplituda nadawanej fali: maks. 70Vpp
Zakres napięcia wyjściowego: 0-5V
Zakres częstotliwości wibracji: 1Hz - 30kHz
Minimalna mierzalna amplituda wibracji: <1µm pp
Zasilanie: 12VDC, 0.5A

System akwizycji danych

Wibrometr posiada wyjście analogowe 0...5V, zdemodulowany sygnał może być obserwowany przy pomocy oscyloskopów ogólnego przeznaczenia. Bardzo pożytecznymi funkcjami przy analizie sygnałów jest transformata Fouriera (DFT) i cyfrowa filtracja. DFT znacznie ułatwia pomiar częstotliwości wibracji, zawartość harmonicznych oraz amplitudę mocno zaszumionego sygnału. Zastosowanie filtrów cyfrowych pozwala wyodrębnić sygnał z szumu.

W obecnej wersji systemu zastosowano oscyloskop USB PICOSCOPE 2204A-D2 firmy Pico Technology. Posiada dwa kanały wejściowe i generator sygnałowy.

Kluczowe parametry tego oscyloskopu w tej aplikacji to (w nawiasie podane minimalne zalecane wartości)

- pasmo analogowe 10MHz (>50kHz)
- próbkowanie 100Msps (>300ksps)
- wysoka impedancja wejściowa (>100kΩ)
- do 12bit rozdzielczości (>8bit)

Więcej informacji na temat oscyloskopu i oprogramowania można znaleźć na stronie producenta Pico technologyProducent dostarcza wraz z oscyloskopem oprogramowanie na PC.

Opis wejść/wyjść, bloki funkcjonalne urządzenia

- wyjście nadajnika fali ciągłej
- wyjście sygnału zdemodulowanego
- wejście przetwornika odbiorczego
- wejście zegara zewnętrznego (opcjonalnie)

Dodatkowymi zaletami urządzenia jest wbudowana przetwornica wysokiego napięcia – układ wymaga tylko jednego napięcia zasilającego, oraz zapewniona stabilna podstawa czasu (generator kwarcowy).