Автономний багатоканальний реєстратор

Реферат: Автономний багатоканальний реєстратор містить однокристальний мікроконтролер, на входи аналого-цифрового перетворювача якого подаються сигнали з вторинних перетворювачів. Він реєструє зазначені сигнали спільно з інформацією про поточні час і дату в енергонезалежну знімну пам'ять. UA 69594 U (54) АВТОНОМНИЙ БАГАТОКАНАЛЬНИЙ РЕЄСТРАТОР UA 69594 U UA 69594 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до приладобудування, зокрема до електровимірювальної техніки і призначена для використання в процесі ранньої діагностики механічної частини об'єктів промисловості. Оцінка технічного стану є особливо важливою для важких великогабаритних промислових механізмів, оскільки дозволяє підвищити безвідмовність їх роботи за рахунок проведення своєчасних ремонтних операцій. Такі механізми зазвичай мають індивідуальне виконання, зокрема у металургійній промисловості ними є: металургійні крани, скіпові лебідки, приводи прокатних клітей, приводи ножиць гарячого різання, а значить, існує особлива необхідність періодичного контролю їх технічного стану. Механічні вузли, що виходять з ладу, є технологічно складними для виготовлення і дорогими. Традиційно оцінка технічного стану металургійних механізмів здійснюється за діагностичними показниками, що вимірюються на нерухомих підшипникових вузлах механізмів: вібрація, температура та інші, які можна вважати непрямими щодо обертових частин в яких саме і розвиваються детруаційні процеси. Досвід експлуатації подібних машин показує на частий вихід з ладу обертових елементів (роторів, барабанів, робочих коліс, проміжних валів, шпинделів). Це викликано використанням непрямих показників про технічний стан об'єкта, що знижує вірогідність діагнозу і часто не дозволяє виявити навіть розвинені пошкодження. Відсутність же даних про пошкодження, що розвиваються, призводить до раптових відмов і поломок унікальних деталей. Задача оцінки технічного стану у важких машинах індивідуального виготовлення (передаварійних і аварійних) істотно полегшується при використанні сучасних реєстраторів показників функціонування механічної частини об'єктів промисловості. Відомий прилад ПРОГНОЗ-3 (№ 38163-08 Державного реєстру засобів вимірювань Російської Федерації) розроблений ТОВ Науково-технічний центр "Транспорт" (Росія, м. Омськ). Прилад призначено для оцінки технічного стану підшипників кочення і зубчастих передач механічних вузлів рухомого складу, прогнозу часу безаварійної експлуатації. Маса приладу складає 12 кг, прилад розміщується на робочому столі персоналу. Прилад має можливість підключення датчиків вібрації з вбудованим передпідсилювачем типу ІСР, що здорожує систему діагностування, дозволяє вимірювати вібрацію (до 32 каналів вимірювання), частоту обертання (8 каналів вимірювання), температуру (до 10 каналів) і має канали реєстрації інформації з датчиків тиску. Вбудована акумуляторна батарея забезпечує автономну роботу - не менше 12 годин. Недоліком даного аналога в задачах оцінки технічного стану важких машин індивідуального виготовлення є відсутність вторинних перетворювачів і збудників тензометричних мостів, інформація з котрих може бути застосована для підвищення точності діагностування механічних пошкоджень обертових вузлів. Найбільш близьким за технічними ознаками є прилад «Універсальний бездротовий вимірювальний модуль», розроблений ТОВ Науково-технічний центр "Транспорт" (Росія, м. Омськ), призначений для автоматизації процесів збору та передачі інформації від бездротових перетворювачів температури і віброприскорення, прилад також має вбудований оптичний датчик частоти обертання. Недоліками цього пристрою є відсутність збудника і вторинного перетворювача для моста тензоопорів, і відсутність вторинного перетворювача для п'єзоелектричного акселерометра, отже прилад не включає в себе можливості тензометрії і акселерометри технологічних переміщень робочого органу, що звужує перелік діагностичних величин і зменшує можливість раннього діагностування несправності механічного устаткування, що розвивається. Іншим недоліком є спосіб передачі даних від первинних перетворювачів до базової станції, що реалізований на базі бездротової технології ZigBee, і працює на широко використовуваній частоті 2,4 ГГц. В одному цеху на підприємстві можуть застосовуватися різні бездротові пристрої заводської автоматики, тому необхідно вжити заходів по частотному плануванню, що враховують одночасне розміщення як однотипних бездротових систем, так і будь-яких інших (наприклад RLTS, WLAN IEEE802.11). В основу корисної моделі поставлена задача створення такого автономного багатоканального реєстратора, який дозволяє проводити вторинні вимірювальні перетворення інформації активних і пасивних первинних перетворювачів, перетворення аналогового сигналу в цифровий, його запис і зберігання на енергонезалежному носії, спільно з інформацією про момент часу реєстрації, можливість обміну даними з персональним комп'ютером. Поставлена задача вирішується тим, що автономний багатоканальний реєстратор, який містить аналого-цифровий перетворювач на базі мікроконтролера, головну акумуляторну батарею живлення, згідно з корисною моделлю, додатково має годинник реального часу, незалежне живлення годинника реального часу, пристрій накопичення даних, щонайменше, 1 UA 69594 U 5 10 15 один блок збудження струмом мостів тензоопорів, щонайменше один блок підсилення сигналу тензометричних мостів, щонайменше один блок посилення заряду для п'єзоелектричного датчика віброприскорення і щонайменше один вхід для мікроелектромеханічного датчика прискорення, і об'єднувальний корпус з міжмодульним з'єднанням, розміщується безпосередньо на обертовому об'єкт, що діагностується, підключається провідним з'єднанням до групи тензодатчиків, п'єзоелектричним віброакселерометрам і реєструє сигнали в автономному режимі з інформацією про поточну дату і час. Пропонована корисна модель пояснена функціональною схемою пристрою, наведеною на кресленні. Автономний багатоканальний реєстратор, який містить на головній платі аналого-цифровий перетворювач на базі мікроконтролера 1, з'єднаний з мікросхемою-годинником поточного часу 2, які отримують живлення від батареї 3, сполученого з головною акумуляторною батареєю живлення 4, сполученого з пристроєм запису та зберігання даних 5, містить на карті розширення щонайменше один блок порушення пасивного моста тензоопорів 6, щонайменше один блок підсилення сигналу від тензометричних мостів 7, щонайменше один блок посилення заряду для п'єзоелектричного датчика віброприскорення 8, щонайменше один стабілізатор живлення 9 і вхід для акселерометра мікроелектромеханічного. Запропонована корисна модель автономного багатоканального перетворювача може бути реалізована на основі сучасної бази електронних компонентів. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 1. Автономний багатоканальний реєстратор, що містить однокристальний мікроконтролер, на входи аналого-цифрового перетворювача якого подаються сигнали з вторинних перетворювачів, який відрізняється тим, що реєструє зазначені сигнали спільно з інформацією про поточні час і дату в енергонезалежну знімну пам'ять. 2. Автономний багатоканальний реєстратор за п. 1, який відрізняється тим, що містить, щонайменше, один додатковий блок з вторинним перетворювачем бази інтегральної мікросхеми в режимі диференціального підсилювача і, щонайменше, один додатковий блок на базі інтегральної мікросхеми в режимі підсилювача заряду. 3. Автономний багатоканальний реєстратор за п. 1, який відрізняється тим, що містить, щонайменше, один додатковий модуль для збудження тензоопорів на базі інтегральної мікросхеми в режимі джерела струму. 4. Автономний багатоканальний реєстратор за п. 1, який відрізняється тим, що містить модуль автономного живлення, об'єднавчий корпус з міжмодульним з'єднанням і розміщується на поворотній частині об'єкта, спільно з системою первинних перетворювачів і противагою. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2