Решение задачи сбора и анализа данных с помощью ВС-311

При работе с различным оборудованием и механизмами постоянно возникает необходимость регистрации и анализа множества сигналов, в том числе полученных с разнообразных датчиков. Области науки и техники, в которых применяется цифровая обработка сигналов, не поддаются перечислению. Например, в лаборатории существует ряд задач, для решения которых нужен многоканальный анализатор сигналов, а при эксплуатации различных механизмов и транспортных средств необходим мобильный переносной прибор с широкими функциональными возможностями.

В ЗАО «Висом» был разработан мобильный универсальный комплекс ВС-311, позволяющий решать множество задач, связанных с диагностикой и исследованием технического состояния механизмов и агрегатов, в том числе задачи записи и анализа любых вибрационных, акустических и тензометрических сигналов. В состав комплекса входит портативный регистратор-анализатор и комплект датчиков для решения широкого круга задач.

За счет мобильности (вес 2.2 кг, работа от АКБ до 8 часов) и защищенного исполнения (металлический корпус, степень защиты IP65) комплекс ВС-311 может применяться как в лабораторных условиях, так и на борту транспортных средств от автомобилей до самолетов и вертолетов при температуре окружающего воздуха от -30 до +60 °С. Все используемые датчики питаются непосредственно от прибора ВС-311, который для увеличения времени полевой работы может быть запитан от бортовой сети постоянного тока (11 ÷ 48 В).

Комплекс ВС-311 оснащен 8 независимыми входными каналами с настраиваемыми параметрами работы (режим, чувствительность и т.д.) и одним тахометрическим каналом, что позволяет или охватить до 8 точек измерения, или одновременно использовать различные типы датчиков для проведения сложного анализа.

Прибор ВС-311 имеет один выходной канал, который может работать как генератор с настраиваемыми параметрами (синусоидальный сигнал, ШСВ, данные из записанного файла) или повторитель сигнала с любого входа.

Универсальный мобильный комплекс ВС-311 имеет несколько независимых направлений применения.

ВС-311 может быть использован как восьмиканальный измеритель физических величин, поступающих с датчиков. При этом он позволяет измерять СКЗ сигнала, частоту, коэффициент нелинейных искажений, накладывать цифровые фильтры на исследуемые сигналы, выявлять оборотную составляющую вибросигнала и составляющие на частотах, порожденных оборотной.

Комплекс ВС-311 может быть использован как автономный регистратор сигналов. Запись на внутренний носитель может вестись по всем 9 каналам. Максимальное время непрерывной записи может достигать 450 часов и определяется количеством записываемых каналов, частотой дискретизации и объемом используемой microSD-карты. Управление процессом записи может осуществляться с помощью выносного пульта управления. Записанные сигналы можно скопировать на ПК для дальнейшего подробного анализа в специальном приложении или в распространенных математических пакетах.

Также ВС-311 оснащен 5.7“ цветным ЖК дисплеем, что позволяет оценить форму сигнала в режиме осциллографа, провести спектральный и долеоктавный анализ. Например, в области вибродиагностики с помощью комплекса ВС-311 можно выявлять дефекты подшипников (и их составляющих), дисбаланс и несоосность валов, ослабление креплений и опор, дефекты зубчатых передач и т.д.

ВС-311 позволяет проводить динамическую балансировку вращающихся узлов механизмов в собственных опорах, используя до 8 точек измерения и до 2 плоскостей коррекции. С помощью мобильного комплекса ВС-311 можно балансировать не только валы, вентиляторы, турбины и системы вращения антенн, но и пропеллеры самолетов, несущие и рулевые винты вертолетов (как одновинтовых, так и построенных по соосной схеме).

На базе ВС-311 разработана система анализа и динамической балансировки ВС-311В. Система включает в себя прибор ВС-311, комплект датчиков и специализированное ПО. Система позволяет проводить динамическую балансировку несущих винтов вертолётов и регулировку «соконусности» лопастей. Впервые в мировой практике измерение соконусности производится с помощью лазерного дальномера. Этот способ измерения позволяет добиться высокой точности (±1 мм) и возможности проведения работы вне зависимости от освещения и погодных условий.

Также стоит отметить, что балансировку несущего винта вертолета и измерение геометрической соконусности можно производить не только на земле, но и в любых режимах полета. Такой подход позволяет проанализировать возможные варианты и выбрать оптимальный. Это обусловлено тем фактом, что «идеально» отбалансировать и отрегулировать соконусность на всех режимах эксплуатации невозможно. Приходится идти на разумный компромисс – выбирать наиболее важный режим (или несколько) и проводить регулировки для него.

Кроме всего перечисленного, ВС-311 можно использовать для анализа ударов. Он позволяет с высокой точностью в реальном времени проводить измерения амплитуды и длительности ударного импульса и осуществлять анализ ударов, как полученных на ударном стенде, так и в «полевых условиях».

При необходимости, можно объединить до 8 ВС-311 в единую систему для синхронной регистрации сигналов по 64 каналам.

Основные технические характеристики ВС-311

Постоянный ток

Диапазон измерений напряжения постоянного тока, В

-20 ÷ -0,2 и +0,2 ÷ +20

Пределы допустимой относительной погрешности измерений напряжения постоянного тока, %

± 1

Частоты

Диапазон рабочих частот, Гц

0,1 ÷ 60000

Пределы допустимой относительной погрешности измерений частоты, %

5·10-3

Диапазон измеряемых частот вращения, об/мин

6 ÷ 60000

Количество спектральных линий

1024 ÷ 65536

Переменный ток

Диапазон измерений СКЗ напряжения переменного тока, В

0,001 ÷ 14,5

Пределы допустимой относительной погрешности измерений СКЗ напряжения переменного тока на частоте 1 кГц,%

± 1

Неравномерность АЧХ входных каналов относительно опорной частоты 1 кГц, %, не более:

в диапазоне частот от 1 Гц до 40 кГц

2

в диапазоне частот от 0,1 Гц до 60 кГц

5

Диапазон измерений коэффициента нелинейных искажений в диапазоне частот первой гармоники от 20 до 5000 Гц, %

0,01 ÷ 90

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений коэффициента нелинейных искажений Kг, %

± (0,1·Kг+0,03)

Точность прочих измерений

Точность измерения фазы дисбаланса

±1°

Точность измерения геометрической соконусности, мм

±1

Подводя итог, можно сказать, что ВС-311 - универсальная метрологическая база для обеспечения нужд производства и научных лабораторий.

ВС-311 может использован как универсальный регистратор-анализатор спектра для решения задач измерения, регистрации и анализа данных вибрации и акустики в стационарных условиях и на борту.

Использование ВС-311 позволяет перейти на обслуживание механизмов по техническому состоянию, а при соответствующей организации работы, к проактивному обслуживанию. Комплекс ВС-311 позволяет проводить оценку текущего технического состояния, диагностировать зарождающиеся неисправности на ранних стадиях и предотвращать развитие дефектов.

С помощью системы анализа и динамической балансировки ВС-311В можно выполнять комплексную диагностику и обслуживание вертолетов с целью выявления причин повышенной вибрации и их устранения. При этом обслуживание (динамическая балансировка и регулировка соконусности) не требует участия высококвалифицированного персонала и может быть выполнено после ознакомления с руководством по эксплуатации или небольшого вводного инструктажа.

Прибор ВС-311 является полностью отечественной разработкой и производится в Смоленске. ВС-311 внесен в Государственный Реестр СИ (№63412-16).