Назначение
Анализаторы параметров вибрации и механических величин многоканальные «ВЕКТОР-П» (далее - анализаторы) предназначены для измерения в непрерывном режиме параметров абсолютной и относительной вибрации, осевого сдвига, числа оборотов валов и других величин технологических процессов, проведения анализа состояния подшипников, балансировки вращающихся узлов и деталей, обеспечения предупредительной и аварийной сигнализации, сбора, обработки, хранения и передачи данных на ПК. Кроме того, анализаторы проводят, мониторинг, диагностику и анализ состояния роторных агрегатов, а также выполняют расчеты по результатам измерений.
Описание
Принцип действия анализаторов основан на измерении и обработки электрических сигналов, поступающих от первичных преобразователей: пьезоэлектрических вибропреобразователей, вихретоковых преобразователей, электронных вибропреобразователей, магнитоэлектронных преобразователей, а также других типов датчиков, имеющих выход по напряжению или току.
Анализаторы состоят из контроллера, первичных преобразователей: вибропреобразователей МВ-43-10 (рег. № 16985-08), МВ-44-2 (рег. № 21349-06), МВ-46 (рег. № 34908-07), МВ-47 (рег. № 41842-09), изготавливаемых ЗАО «Вибро-прибор», акселерометров Bently Nevada (рег. № 86416-22), преобразователей перемещения токовихревых BN-ПИТ (рег. № 56536-14), изготавливаемых Bently Nevada, LLC, США, емкостных преобразователей серии ТМК-121-хх, преобразователей перемещения токовихревых ТМК-161-х, преобразователей частоты вращения ТМК-172-х и вторичных измерительных преобразователей ТМК-271-х и ТМК-272-х, изготавливаемых ООО «ГК Инновация».
Анализаторы имеют восемь каналов измерения: три канала для подключения преобразователей частоты вращения ТМК-172-х и пять каналов для подключения остальных типов преобразователей.
Анализаторы включают в себя каналы измерения абсолютной и относительной вибрации, осевого сдвига, частоты вращения и аналоговых электрических сигналов. Анализатор позволяет производить расчет модуля вектора виброскорости, модуля вектора виброперемещения и упругой деформации.
Структурная схема анализаторов приведена на рисунке 1.
Контроллер распределенной обработки сигналов
Рисунок 1 - Структурная схема анализаторов «ВЕКТОР-П»
Каналы измерения абсолютной вибрации включают в себя первичные вибропреобразователи МВ-43-10 (рег. № 16985-08), МВ-44-2 (рег. № 21349-06), МВ-46 (рег. № 34908-07), МВ-47 (рег. № 41842-09), изготавливаемых ЗАО «Вибро-прибор» (г.С-Петербург), акселерометры Bently Nevada (рег. № 86416-22), изготавливаемые Bently Nevada, LLC, США, емкостных датчиков серии ТМК-121-хх и вторичный измерительный преобразователь, конструктивно выполненный в виде субмодуля контроллера.
Первичные вибропреобразователи МВ-43-10, МВ-44-2, МВ-46-1 и МВ-47-1 представляют собой пьезоэлектрические вибропреобразователи инерционного типа, использующие прямой пьезоэлектрический эффект, т.е. электрический заряд чувствительного элемента пропорционален ускорению, воздействующему на преобразователь. Модели МВ-4310, МВ-44-2, МВ-46-1 и МВ-47-1 отличаются диапазонами измерения, коэффициентами преобразования.
Акселерометры Bently Nevada (рег. № 86416-22) представляют собой
пьезоэлектрические вибропреобразователи инерционного типа, использующие прямой пьезоэлектрический эффект, т.е. электрический заряд чувствительного элемента пропорционален ускорению, воздействующему на преобразователь. Все модели включают встроенные либо вынесенные цепи преобразования сигнала заряда в сигнал напряжения, опционально — цепи интегрирования ускорения в скорость. Отличаются типом выходного сигнала (ускорение, скорость), коэффициентами преобразования по напряжению.
Первичные вибропреобразователи модели ТМК-121-х представляют собой электронные преобразователи, принцип действия которых основан на MEMS-технологии. Вибропреобразователи модели ТМК-121-х имеют два исполнения: ТМК-121-В и ТМК-121-2RM, которые отличаются типом разъема и длиной кабеля.
Каналы измерения относительной вибрации и осевого сдвига включают в себя первичные преобразователи перемещения токовихревые BN-ППТ (рег. № 56536-14), изготавливаемых Bently Nevada, LLC, США, преобразователи перемещения токовихревые ТМК-161-х и вторичный измерительный преобразователь, конструктивно выполненный в виде субмодуля контроллера. Первичные преобразователи модели ТМК-161-х представляют собой вихретоковые датчики, принцип действия которых совместно со вторичным преобразователем основан на взаимодействии электромагнитного поля, создаваемого датчиком, с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в электропроводящем объекте контроля. Используемое преобразование параметрического типа позволяет проводить измерения зазора и его изменения, пропорционального виброперемещению. Датчики являются преобразователями параметрического типа и могут работать, начиная с частоты равной нулю (постоянный входной сигнал). Преобразователи ТМК-161-х имеют три типа исполнения: ТМК-161-10, ТМК-161-3/8 и ТМК-161-16, которые отличаются диаметром резьбы.
Преобразователи перемещения токовихревые BN-ППТ (рег. № 56536-14) представляют собой вихретоковые датчики, принцип действия которых совместно со вторичным преобразователем основан на взаимодействии электромагнитного поля, создаваемого датчиком, с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в электропроводящем объекте контроля. Используемое преобразование параметрического типа позволяет проводить измерения зазора и его изменения, пропорционального виброперемещению. Датчики являются преобразователями параметрического типа и могут работать, начиная с частоты равной нулю (постоянный входной сигнал). Преобразователи перемещения токовихревые BN-ППТ имеют различные варианты исполнения в зависимости от диаметра измерительной головки, вида резьбы, длины соединительного кабеля.
Каналы измерения частоты вращения включают в себя первичные преобразователи модели ТМК-172-х либо ТМК-161-х и вторичные измерительные преобразователи моделей ТМК-271-х и ТМК-272-х. Первичные преобразователи моделей ТМК-172-х работают на основе эффекта Холла, заключающегося в возникновении э.д.с. на гранях полупроводника, ортогональных граням, запитанным постоянным током, при помещении его в магнитное поле и имеют импульсный выход. Преобразователи модели ТМК-172-х имеют три исполнения: ТМК-172-В, TMK-172-2RM и ТМК-172-У, которые отличаются типом разъема и длиной кабеля. Первичный преобразователь либо ТМК-161-х подключается непосредственно к контроллеру, ТМК-172-х - либо непосредственно, либо через вторичный преобразователь ТМК-272-х.
Вторичный измерительный преобразователь ТМК-272-х осуществляет усиление сигнала датчика модели ТМК-172-х и преобразование его в выходной импульсный сигнал, частота которого равна частоте следования меток. Вторичный измерительный преобразователь ТМК-271-х осуществляет преобразование сигналов, поступающих от датчиков частоты вращения.
Контроллер имеет четыре варианта исполнения отличающиеся материалом корпуса, габаритными размерами и наличием индикации.
Контроллер выполняет следующие функции:
- предварительную обработку сигналов от первичных преобразователей и преобразование их в цифровой код;
- определение измеряемых параметров и величин, производных от них;
- отображение значений измеряемых величин на встроенном алфавитно-цифровом дисплее (для исполнения с дисплеем);
- запись значений измеряемых величин во встроенную память контроллера с возможностью последующей передачи на внешние устройства (в частности, на ПК) через цифровые интерфейсы RS-485, RS-232 и LAN для дальнейшей обработки и хранения.
Контроллер имеет в своем составе до шестнадцати реле, которые могут быть запрограммированы на срабатывание при фиксации события (отклонение измеряемой величины от заранее заданного диапазона).
Первичный измерительные преобразователи, контроллер и вторичные измерительные преобразователи частоты вращения, входящие в состав анализатора, имеют свои заводские номера в формате порядкового номера, состоящего из цифр. Номер контроллера -пятизначное число, номер преобразователей - номер контроллера, знак тире и номер преобразователя - шестизначное число. Заводской номер контроллера наносится методом наклейки на боковой поверхности корпуса в соответствии с рисунком 2. Заводские номера первичных измерительных преобразователей наносятся на соединительный провод методом наклейки под термоусадку в соответствии с рисунками 3-5. Заводские номера вторичных преобразователей частоты вращения наносятся на корпус методом наклейки в соответствии с рисунком 6.
Общий заводской номер анализатора соответствует заводскому номеру контроллера.
Пломбирование анализаторов не предусмотрено.
Нанесение знака поверки на анализатор не предусмотрено.
Анализаторы работают с программным обеспечением «МПО процессорной платы», которое предназначено для анализа, отображения и хранения данных измерений.
Общий вид анализаторов параметров вибрации и механических величин
многоканальных «Вектор-П» и место нанесения заводского номера приведены на рисунке 2.
Место нанесения заводского номера
Рисунок 2 - Общий вид анализаторов параметров вибрации и механических величин многоканальных «Вектор-П» и место нанесения заводского номера
Общий вид преобразователей модели ТМК-121-х и место нанесения заводского номера приведены на рисунке 3.
Рисунок 3 - Преобразователи модели ТМК-121-х и место нанесения заводского номера
Общий вид преобразователей модели ТМК-161-х и место нанесения заводского
номера приведены на рисунке 4.
Место нанесения заводского номера
Рисунок 4 - Преобразователи модели ТМК-161-х и место нанесения заводского
номера
Общий вид преобразователей модели ТМК-172-х и место нанесения заводского номера приведены на рисунке 5.
Рисунок 5 - Преобразователи модели ТМК-172-х и место нанесения заводского номера
Место нанесения заводского номера
Общий вид преобразователей моделей ТМК-271 и ТМК-272-х и место нанесения заводского номера приведены на рисунке 6.
тмк-:
Место нанесения заводского номера
Рисунок 6 - Преобразователи моделей ТМК-271 и ТМК-272-х и место нанесения заводского
номера
Программное обеспечение
(ПО) МПО процессорной платы служит для обработки, визуализации и архивации информации, поступающей от измерительных каналов. ПО представляет собой сервисное (фирменное) программное обеспечение, которое поставляется совместно с аппаратурой.
Программное обеспечение взаимодействия с прибором Evector подключается к прибору по цифровым интерфейсам (COM либо ETHERNET) и позволяет считывать показания с прибора в отсутствие блока индикации и осуществлять операции по калибровке и настройке прибора. Данное ПО не является метрологически значимым.
Таблица 1 -Идентификационные данные ПО
| Наименование программного обеспечения | Идентификацион - ное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| МПО процессорной платы | МПО VectorP | 2017_02_06 rev.0 | 222e46135020e9b241 3b8d6e4ea195c9 | MD5 |
| Программа взаимодействия с прибором | Evector | 3.0.0 и выше | Не применимо | Не применимо |
Защита программы от преднамеренного воздействия обеспечивается тем, что пользователь не имеет возможности изменять команды программы, обеспечивающие управление работой анализатора и процессом измерений.
Защита программы от непреднамеренных воздействий обеспечивается функциями резервного копирования.
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует по Р 50.2.077-2014 уровню «высокий».
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование технической характеристики | Значение |
| Канал измерения абсолютной вибрации |
| Диапазон измерения виброскорости, мм/с: Среднее квадратическое значение (далее - СКЗ) Амплитудное значение | от 0,05 до100 от 0,1 до100 |
| Диапазон измерения размаха виброперемещения, мкм | от 3 до1000 |
| Диапазон измерения виброускорения, м/с2: СКЗ1 Амплитудное значение | от 0,1 до 400 от 0,1 до 400 |
| Предел допускаемой относительной погрешности измерения СКЗ виброскорости (в том числе и низкочастотной) и пикового значения виброскорости в диапазоне измерения от 2 до 100 мм/с на базовой частоте 80 Гц, % | 5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения СКЗ виброскорости (в том числе и низкочастотной) в диапазоне измерения от 0,05 до 2 мм/с и амплитудного значения виброскорости в диапазоне измерения от 0,1 до 2 мм/с на базовой частоте 80 Гц, мм/с | ±0,1 |
| Предел допускаемой относительной погрешности измерения СКЗ виброускорения и амплитудного значения виброускорения в диапазоне измерения от 0,4 до 400 м/с2 на базовой частоте 80 Гц, % | 5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения СКЗ виброускорения и амплитудного значения виброускорения в диапазоне измерения от 0,1 до 0,4 м/с2 на базовой частоте 80 Гц, м/с2 | ±0,02 |
| Предел допускаемой относительной погрешности измерения размаха виброперемещения в диапазоне измерения от 60 до 1000 мкм на базовой частоте 80 Гц, % | 5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения размаха виброперемещения в диапазоне измерения от 3 до 60 мкм на базовой частоте 80 Гц, мкм | ±3 |
| Диапазон рабочих частот при измерении виброскорости низкочастотной вибрации, Г ц Fg6 - не более 500 Гц | от 10 до 0,5*Fq62 от 10 до 0,7*Fq62 |
| Диапазон рабочих частот при измерении остальных параметров (программируются), Гц | от 0,7 до 200; от 2 до 1000; от 2 до 10000 |
| Неравномерность АЧХ для диапазона от 10 до 1000 Гц в диапазоне рабочих частот от 15 Гц до 900 Гц , %, не более для других диапазонов от 2*fфвч3 до 0,8*fфнч3 | 5 5 |
| Ослабление АЧХ на частотах вблизи границ диапазона, дБ, не более: для диапазона от 10 до 1000 Гц в поддиапазонах от 10 до 15 Гц и от 900 до 1000 Гц для других диапазонов от fфвч3 до 1,5* fфвч3 и от 0,9* fфнч до fфнч | 2 3 |
Продолжение таблицы 2 - Метрологические характеристики
| Наименование технической характеристики | Значение |
| Спад АЧХ за пределами диапазона рабочих частот, дБ/окт, не менее: для диапазона от 0,7 до 200, от 2 до 1000 для других диапазонов | 15 18 |
| Примечания: 1. Пределы допускаемой погрешности указаны по цифровому индикатору и унифицированному сигналу; 2. Fqs - оборотная частота вращения; 3. fфвч, fфнч - нижняя и верхняя граничные частоты выбранного рабочего частотного диапазона. 2<Гфвч<10;200 ^фнч<1000 |
| Канал измерения относительной вибрации |
| Диапазон измерений размаха виброперемещения, мкм | от 2 до 2000 |
| Диапазон измерений амплитудного значения виброперемещения, мкм | от 2 до 1000 |
| Диапазон измерений зазора, мм | от 0 до 5 |
| Диапазон измерения СКЗ виброперемещения, мкм | от 2 до 1000 |
| Предел допускаемой относительной погрешности измерений размаха виброперемещения в диапазоне от 80 до 2000 мкм и амплитудного значения виброперемещения в диапазоне от 80 до 1000 мкм на базовой частоте 80 Гц, % | 5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений размаха виброперемещения и амплитудного значения в диапазоне от 2 до 80 мкм на базовой частоте 80 Гц, мкм | ±4 |
| Предел допускаемой относительной погрешности измерений СКЗ виброперемещения на базовой частоте 80 Гц, % не более | 5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений зазора на базовой частоте 80 Гц, мкм | ±20 |
| Диапазоны рабочих частот при измерении виброперемещения, Гц | от 0,4 до1000; от 5 до 500; от 10 до 1000 |
| Неравномерность амплитудно-частотной характеристики относительно базовой частоты 80 Гц в диапазоне частот от 2*fфвч до 0,8*fфнч Гц включ., %, не более | 5 |
| Неравномерность амплитудно-частотной характеристики относительно базовой частоты 80 Гц в диапазоне частот от fфвч до 2*fфвч и от 0,8*fфнч до fфнч Гц, дБ, не более | 3 |
| Спад АЧХ за пределами диапазона рабочих частот, дБ/окт, не менее | 18 |
| Примечания: Пределы допускаемой погрешности указаны по цифровому индикатору и унифицированному сигналу. |
| Канал измерения осевого сдвига |
| Диапазон измерения осевого сдвига, мм | от - 2,5 до +2,5 |
Продолжение таблицы 2 - Метрологические характеристики
| Наименование технической характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений осевого сдвига, мкм | ±20 |
| Примечания: Пределы допускаемой погрешности указаны по цифровому индикатору и унифицированному сигналу. |
| Канал измерения напряжения разбаланса резистивных мостов |
| Диапазон измерений напряжения разбаланса, мВ/В | ± 40 |
| Диапазон рабочих частот, Гц | от 0 до 2000 |
| Предел допускаемой приведённой погрешности измерения разбаланса в диапазоне частот, % | ± 3 |
| Канал измерения аналоговых электрических сигналов |
| Диапазон измерений входного напряжения, В | от 0 до 11 |
| Диапазон измерений входного тока, мА | от 0 до 20 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения тока (напряжения), % | 0,5 |
| Канал измерения частоты вращения |
| Диапазон измерения частоты вращения, об/мин: | от 5 до 180000 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения частоты вращения по цифровым интерфейсам в диапазоне от 5 до 30000 включ., об/мин | ±1 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения частоты вращения по цифровым интерфейсам в диапазоне от 30000 до 180000, об/мин | ±10 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения частоты вращения по унифицированному сигналу, % | ±1 |
Таблица 3 -Основные технические характеристики.
| Наименование технической характеристики | Значение |
| Напряжение питания контроллеров, В | от 21 до 27 |
| Условия эксплуатации: диапазон рабочих температур, °С: контроллера в исполнении 1 - 3 контроллера в исполнении 4 преобразователей моделей МВ-43-10; МВ-44-2; МВ-46-1; МВ-47-1 преобразователей моделей ТМК-121-х преобразователей моделей ТМК-161-х преобразователей моделей ТМК-172-х преобразователей моделей ТМК-271 и ТМК-272-х | от -60 до +70 от 0 до +70 от -60 до +250 от -40 до +125 от 0 до +120 от -30 до +110 от -60 до +70 |
| Габаритные размеры, мм, не более: контроллера в исполнении 1 контроллера в исполнении 2 контроллера в исполнении 3 контроллера в исполнении 4 преобразователей моделей МВ-43-10; МВ-44-2; МВ-46-1; МВ-47-1; ТМК-121-х; преобразователей моделей ТМК-161-х; преобразователей моделей ТМК-172-х преобразователей моделей ТМК-271 и ТМК-272-х | 290 х 300 х 130 270 х 350 х 120 зависит от типа бокса 105 х 105 х 26 70 х 50 х 60 0 10 или 0 16 х L, где L - длина кабеля 0 16 х 50 95 х76 х 75 |
| Масса, кг, не более: контроллера в исполнении 1 контроллера в исполнении 2 контроллера в исполнении 3 контроллера в исполнении 4 преобразователей моделей МВ-43-10; МВ-44-2; МВ-46-1; МВ-47-1; ТМК-121-х; преобразователей моделей ТМК-161-х преобразователей моделей ТМК-172-х преобразователей моделей ТМК-271 и ТМК-272-х | 4,5 5,0 зависит от типа бокса 0,6 0,2 0,15 0,2 0,2 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Таблица 4 — Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество | Примечание |
| Анализатор параметров вибрации и механических величин в комплекте с первичными преобразователями | «Вектор -П» | 1 шт. | Точные модификации первичных преобразователей из комплекта поставки указывается в паспорте |
| Комплект монтажных и запасных частей | | 1 компл. | |
| Паспорт | ТМБН 402158.001-ПС | 1 экз. | |
| Руководство по эксплуатации | ТМБН.402158.001 | 1 экз. | |
| Комплект программного обеспечения | МПО VectorP | 1 комплект | |
| Программа конфигурирования | Evector | 1 комплект | |
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе ТМБН.402158.001 «Анализаторы параметров вибрации и механических величин многоканальные «ВЕКТОР-П». Руководство по эксплуатации», раздел 3 «Использование по назначению».
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2018 г. № 2772 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений виброперемещения, виброскорости, виброускорения и углового ускорения»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 сентября 2021 г. № 1942 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1-10-1 до 2-109 Гц»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3457 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 октября 2018 г. № 2091 «Государственный первичный эталон единиц силы постоянного электрического тока в диапазоне от Е10-16 до 100 А»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 сентября 2022 г. № 2360 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»;
Технические условия ТМБН.402158.001ТУ «Анализаторы параметров вибрации и механических величин многоканальные «ВЕКТОР-П. Технические условия».
