Замечания по эксплуатации

Крепление/демонтаж

Демонтаж вибропреобразователей

При необходимости повторного использования приклеиваемых вибропреобразователей не допускается их демонтаж с объекта испытаний путём удара или отрыва с использованием боковых поверхностей корпуса. Целесообразно демонтаж вибропреобразователей проводить путём скалывания клеевого шва по установочной поверхности острым предметом (например, скальпелем).

Клеевое крепление вибропреобразователей

При клеевом креплении шероховатость посадочной поверхности объекта испытаний должна быть не хуже Rz20, неплоскостность – не более 0,05 мм.
Для клеевого крепления вибропреобразователей используются эпоксидные или другие клеи. При этом целесообразно проводить контроль склеивания на контрольных образцах. При испытаниях в лабораторных условиях допускается использовать цианокрилатные клеи, липкую ленту или восковую мастику.
Вибропреобразователь AP20 на объекте испытаний может быть закреплён на одну из трёх установочных поверхностей.

Клеевое крепление вибропреобразователей

При клеевом креплении допускается обваловка корпуса вибропреобразователей клеем.

Клеевое крепление вибропреобразователей с обваловкой

Следует обратить внимание, что при клевом креплении установочная поверхность вибропреобразователя и посадочная поверхность объекта испытаний должны быть тщательно обезжирены.

Резьбовое крепление вибропреобразователей

Крепление вибропреобразователей должно быть надёжным и не ограничивающим эффективный частотный и амплитудный диапазоны.

Для резьбового крепления вибропреобразователей в объекте испытаний должно быть выполнено:

  • отверстие М3-6G глубиной не менее 4 мм для АР95;
  • отверстие M3-6G глубиной не менее 6 мм для АР79, AP80;
  • отверстие M4-6G глубиной не менее 6 мм для крепления АР38;
  • три отверстия M4-6G глубиной не менее 6 мм, равномерно расположенных по окружности 30,2 мм – для АР62B, АР63B, AP68, АР91;
Отклонение от перпендикулярности резьбового отверстия относительно посадочной поверхности не более 0,1 мм. Шероховатость посадочной поверхности объекта испытаний должна быть не хуже Ra 3.2, неплоскостность не более 0.05 мм.

Момент затяжки для вибропреобразователей

– для АР31, АР79, АР80, АР95, AP2031 – 0,8 … 1,0 Н·м;

– для АР38, АР62B, АР63B, AP64, AP68, АР91 – 1,5 … 1,7 Н·м;

– для AP21, AP22, AP37, АР39, AP40, AP48, AP49, AP50, AP57, АР90, АР96, АР97, AP98, AP2037, AP2038 – 1,9 … 2,1 Н·м;

– для АР28, АР35, AP36, АР85 – 2,5 … 2,7 Н·м.
ris_rezb_1 ris_rezb_2
ris_rezb_3 ris_rezb_4

 

 

ris_rezb_5_1 ris_rezb_5_2

 

 

ris_rezb_6_1 ris_rezb_6_2

 

 

ris_rezb_7_2 ris_rezb_7_1
При проведении испытаний без перезакрепления резьбовое крепление вибропреобразователей допускается контрить клеем.
Внимание! При закреплении трёхкомпонентных вибропреобразователей AP21, AP22 на объекте испытаний использовать только специальные поверхности (уступы на корпусе) высотой 2 мм с размером под ключ 8 и 7 мм соответственно, а не боковые грани датчика.

Влияние внешних факторов и указания по эксплуатации

Влияние температуры окружающей среды

Вибропреобразователи АР работоспособны в широком диапазоне температур. При отклонении температуры от нормальной изменяются как осевая чувствительность, так и электрическая ёмкость вибропреобразователей. Эти изменения носят обратимый характер и при установлении нормальной температуры восстанавливаются.

Характерные для вибропреобразователя АР температурные зависимости чувствительности и ёмкости приведены ниже.

graph1

При известной температуре эксплуатации вибропреобразователей по этим зависимостям при необходимости можно откорректировать результаты измерения ускорений.

Влияние переменного магнитного поля

Основную роль в формировании чувствительности вибропреобразователей к переменному магнитному полю играет магнитная восприимчивость материалов основных элементов конструкции. В связи с этим основные элементы конструкции вибропреобразователей АР выполнены из неферромагнитных материалов, магнитная восприимчивость которых близка к нулю. Чувствительность вибропреобразователей АР к переменному магнитному полю не превышает 10-5 g/A·м-1 и заметное влияние её возможно лишь при измерении ускорений низкого уровня.

Акустическая чувствительность

Акустические поля высокого давления оказывают незначительное влияние на выходной сигнал вибропреобразователей АР. При уровнях звукового давления около 140 дБ на частоте 250 Гц акустическая чувствительность вибропреобразователей АР составляет десятые доли «g».

Влияние деформации объекта испытаний

При установке вибропреобразователей АР на сильно деформирующуюся в процессе удара или вибрации поверхность возможно появление паразитного сигнала, вследствие передачи деформации через основание корпуса чувствительному элементу. Вибропреобразователи АР отличаются малой деформационной чувствительностью, которая не превышает величины 5·10-4 g/м·мкм при деформации 300 мкм/м.

Поперечная чувствительность

Поперечная чувствительность вибропреобразователей АР не превышает 5% от осевой чувствительности. В паспорте на каждый вибропреобразователь приводится только максимальное значение поперечной чувствительности. С целью снижения влияния поперечной чувствительности на результаты измерения необходимо по возможности точно совместить ожидаемое направление действия ускорения с рабочей осью чувствительности вибропреобразователя. Оптимальным следует считать отклонение в направлении рабочей оси чувствительности от направления ускорения в пределах ± 15°.

Влияние кабельного эффекта

В вибропреобразователях АР используется антивибрационный малошумящий кабель (кроме AP28, AP35, AP36, AP68, AP85, AP91, АР98, АР2030, АР2031, АР2037, АР2038). Однако при измерении ускорений низкого уровня (единицы «g»), могут появляться эффекты, связанные с трибоэлектрическими явлениями в кабеле. При ударных нагружениях данный эффект пропорционален длине колеблющейся (незакреплённой) части кабеля и длительности ударного нагружения. При длительностях ударного нагружения до 10-20 мс его влияние на результат измерений незначительно. В то же время при низкочастотных колебаниях влияние трибоэлектричества на результат измерения может оказаться решающим. Поэтому при измерениях вибропреобразователями АР ускорений низкого уровня целесообразно:

  • уменьшать длину участков кабеля, подвергающихся вибрационным или ударным возмущениям;
  • уменьшать длину участка кабеля, расположенного между последней точкой крепления его на подвижном объекте и первой неподвижной точкой;
  • производить крепление кабеля на объекте испытаний без натяжения и провисания при помощи хомутов, скоб, мастик и т.д. с шагом 200-300 мм и первой точкой крепления, отстоящей на 30-50 мм от вибропреобразователя (2-5 мм для АР19);
  • перед испытаниями (если возможно) определять уровень сигнала, обусловленного трибоэлектричеством в кабельных линиях вибропреобразователь – регистрирующая аппаратура, используя в процессе испытаний «фоновые» линии связи (или фоновые вибропреобразователи).

Влияние контуров заземления

Значительные затруднения при измерении ускорений вибропреобразователями могут быть вызваны образованием электрических контуров вследствие неверного заземления объекта испытаний и согласующей аппаратуры.

При этом к выходному сигналу вибропреобразователя добавляется дополнительное напряжение, которое при низких уровнях измеряемых ускорений может существенно исказить результат измерения. Необходимым требованием, с целью исключения образования контуров заземления, является заземление объекта испытаний, с установленными на нём вибропреобразователями, и аппаратуры в одной точке. Предпочтительным при этом является заземление на регистрирующей аппаратуре.

ris_zazeml_nevris_zazeml_prav
1 – объект испытаний,
2, 3 – согласующая и регистрирующая аппаратура,
4 – электрическая изоляция.

Однако, если по условиям опыта ожидается образование контуров заземления в эксперименте, то следует использовать вибропреобразователи АР20, AP30, AP32, AP35, AP77, AP85, AP91 конструктивно обеспечивающие электрическую изоляцию корпуса от объекта испытаний, или АP37, AP40, AP57, AP78 на изолирующей шпильке.

Смещение нулевой линии

Смещение нулевой линии в вибропреобразователях может проявляться в виде смещения постоянной составляющей, которая возвращается к нулевой линии по экспоненте.

Причиной появления смещения нулевой линии может быть влияние кабельного эффекта, нерациональное заземление объекта испытаний и регистрирующей аппаратуры, а также конструктивные особенности вибропреобразователей.

Вибропреобразователи АР с чувствительным элементом, работающим на сдвиг, наименее подвержены явлению смещения нулевой линии и в этом отношении превосходят вибропреобразователи других конструкций.

Требования к электропитанию вибропреобразователей со встроенной электроникой

В вибропреобразователях со встроенным предусилителем типа ICP электропитание и передача сигнала осуществляется по двухпроводной линии связи. Устройство питания должно обеспечивать питание предусилителя типа ICP постоянным током 2…20 мА при напряжении питания 15…30 В и подключение вибропреобразователя к регистрирующей аппаратуре через разделительный конденсатор емкостью ?10 мкФ ? 35 В для отделения полезного сигнала от постоянной составляющей напряжением 8…13 В. В качестве источника тока в состав устройства питания должен входить токостабилизирующий диод, например J511. Величина тока питания зависит от длины соединительного кабеля (емкостной нагрузки) и условий эксплуатации вибропреобразователя. При температуре окружающей среды t >100°C, когда важен фактор теплового рассеяния, оказывающий влияние на коэффициент передачи усилителя, ток питания не должен превышать 6 мА.

ris_tr_elekpit

Если в регистрирующей аппаратуре отсутствует устройство питания, отвечающее выше перечисленным требованиям, подключение вибропреобразователей к регистрирующей аппаратуре следует производить через блок питания AS01 или переходные коробки AG01 (AG01-3), AG02 (AG02-3). Применение переходных коробок AG02 (AG02-3) снижает влияние переходных процессов при переключении каналов на результат измерения в низкочастотной области.

Для использования других схем питания вибропреобразователей со встроенной электроникой требуется консультация с изготовителем.

Требования к соединительным кабелям

Монтаж соединительного кабеля – один из наиболее важных аспектов установки вибропреобразователя на объекте контроля. Особое внимание необходимо уделять трем основным моментам: длине кабеля, выбору направления монтажа и заземлению.

Длина кабеля (емкостная нагрузка)

Наличие соединительного кабеля (емкостной нагрузки) на выходе предусилителя вибропреобразователя ограничивает значение амплитуды выходного сигнала напряжения в области высоких частот при применении длинных соединительных кабелей.
Для работы вибропреобразователя в заданном амплитудном диапазоне устройство питания должно обеспечивать постоянный ток питания, величина которого определяется зависимостью:

IП ? 2?·U·f·CO·l , где

U – размах напряжения сигнала на выходе, В;
f – максимальное значение частоты в диапазоне рабочих частот, Гц;
CO – емкость погонного метра соединительного кабеля, Ф/м;
l – длина соединительного кабеля, м.
Например, при размахе сигнала напряжения U=10 В, в диапазоне частот до 10 кГц, емкости погонного метра кабеля CO = 100 пФ/м и длине l=100 м ток питания IП должен быть не менее 6 мА.

Выбор направления монтажа кабеля и электромагнитные помехи

Портативные радиостанции, шины питания и даже электростатические искровые разряды могут вызвать сигнал помехи. Правильно выбранное направление монтажа кабеля позволит минимизировать сигнал помехи. Соединительные кабели не должны проходить вдоль шин питания переменного тока. Кабели должны пересекать шины питания переменного тока под прямым углом. Кроме того, кабели следует направлять в противоположную сторону от радиопередающих устройств, двигателей, генераторов и трансформаторов.

Заземление кабеля и паразитные контуры с замыканием через землю

Для исключения сигналов помехи, обусловленной протекающими через шины заземления объектов контроля и регистрирующей аппаратуры паразитными токами, необходимо уделять особое внимание заземлению кабеля в зависимости от схемы подключения вибропреобразователя к регистрирующей аппаратуре.
ris_zaz_1

Рис.1 Паразитный контур в результате неправильного заземления

Паразитный контур с замыканием через шину заземления возникает, когда общая шина «вибропреобразователь – регистрирующая аппаратура» заземлена в двух местах с различными электрическими потенциалами.
В условиях возможного возникновения паразитных контуров рекомендуется применять вибропреобразователи с внешней электрической изоляцией корпуса (например АР2030) или использовать изолирующие шпильки (AH1005, AH1006, AH1010).
В вибропреобразователях с чувствительным элементом и встроенным усилителем, электрически изолированными от корпуса, возникновение паразитных контуров не происходит (АР28В, АР28И, АР35 и АР36 (без металлорукава), АР85-01, АР91).
В схеме подключения вибропреобразователей АР28И, АР28В, АР35 и АР36 (без металлорукава), АР85-01, АР91 используется 2-х проводной соединительный кабель с экраном. Экран служит для защиты вибропреобразователя от электростатических и электромагнитных помех. Экран следует заземлять лишь в одном месте, обычно на корпусе датчика. К уменьшению высокочастотной помехи приводит также установка между экраном и регистрирующей аппаратурой конденсатора емкостью ? 0,01 мкФ ? 200 В.
ris_zaz_2

Рис.2 Многопроводная схема подключения с защитным экраном

 

 

ris_zaz_3

Рис.3 Многопроводная схема подключения с двумя защитными экранами

В условиях воздействия электромагнитных помех высокого уровня (например, от радиопередатчиков, электростатического разряда, искрения) целесообразно использовать вибропреобразователи АР35, АР36, АР85 с металлорукавом в качестве второго наружного защитного экрана. Наружный защитный экран электрически соединен с корпусом вибропреобразователя. Внутренний экран, электрически изолированный от наружного, соединен с корпусом регистрирующей аппаратуры.
Аналогично схеме подключения вибропреобразователя с одним защитным экраном рекомендуется устанавливать конденсатор емкостью 0,01 мкФ ? 200 В между внутренним и наружным экранами.

Каталог

  • en
  • +7 (831-30) 6-77-77