Подготовка инженеров — анализ вибрации машин

Забота о будущем поколении инженеров всегда входила в приоритетные цели компании Bruel & Kjaer. Если сегодня не позаботиться о будущем, то завтра у нас могут быть малоквалифицированные инженеры, что приведет кризису. Так во многом и случилось в 90-е годы, когда в России, все хотели быть продавцами и мало кто хотел быть инженером. К счастью, сейчас ситуация в нашей стране изменилась к лучшему, однако, если сегодняшние студенты не будут иметь доступ к высокотехнологичному оборудованию, то наша страна снова окажется в отстающих. На сегодняшний день в связи с санкциями ЕС против России мы и так ограничены в выборе высококачественного оборудования, а импортозамещение, в области акустики и вибрации пока лишь красивое слово. К счастью, санкции не затронули учебные заведения и университеты, поэтому в этой статье мы расскажем об уникальных наборах, которые предлагает компания Брюль и Къер для студентов — будущих инженеров.

Образовательная программа PULSE
Комплект для обучения вибрационным измерениям.

Датчики вибрации

Объявленную компанией Брюль и Къер в апреле 2016 года программу продвижения обучающего комплекса  PULSE  в технические университеты развитых стран мира в нашей стране, по-видимому, просто не заметили. Или приняли это за маркетинговую кампанию в их достаточно развитой конкурентной среде. Возможно, для развитых стран это так и есть. Но в России ситуация несколько другая.

Здесь еще только происходит становление высокотехнологичной промышленности, и производительность труда пока не на требуемой высоте.
Но наиболее негативна по своим последствиям низкая производительность труда в сфере прикладной науки и технологических разработок. Она не позволяет преодолевать технологическое отставание от лидеров в таких чувствительных отраслях, как авиастроение, микроэлектроника, да и в тех отраслях, где у РФ было преимущество, например, ракетная техника.

Низкая производительность труда инженеров-разработчиков приводит к долгострою, устареванию изначально инновационных проектов еще на стадии разработки.

Где же выход? Его пытаются найти сейчас руководители высокотехнологичных отраслей промышленности и прикладной науки всех рангов. В этих поисках многие эксперты возвращаются к идеям тех времен, когда в стране был сделан упор на  опережающую перспективную подготовку кадров для отраслевой науки, когда студентам нескольких вузов, начиная с 3-го курса читали лекции и вели лабораторные занятия специалисты ведущих оборонных предприятий, или ученые с мировым именем, так что выпускники, «делавшие свои дипломы» в этих предприятиях не только не отставали от уровня разработок на этих предприятиях, но иногда и опережали его, возглавляя перспективные проекты после перехода на предприятия уже в качестве сотрудников.
Не случайно американские аналитики решили, что вырваться вперед в аэрокосмической гонке второй половины 20-го века России помогла её школа.

Это в корне отличается от существующей сегодня в РФ ситуации с подготовкой специалистов, и компания Брюль и Къер своей программой помогает нам понять, как должна быть обеспечена опережающая перспективная подготовка специалистов.

В основе этой идеи лежит то, что студентов нельзя учить на устаревшей технике. Более того, их нельзя учить даже на той технике, которая сейчас в стране является самой современной. Ведь за то время, пока студент превращается в специалиста и приходит в КБ или на предприятие, техника уже устаревает. Значит экономия на технике для обучения специалистов, это тупиковая техническая политика, это «экономия на собственном здоровье».

Не надо далеко ходить за примерами.
Как у нас обстоит дело с измерением и мониторингом вибраций в технике наглядно продемонстрировала катастрофа на Саяно-Шушенской ГЭС. Другие аварии, а их немало, на её фоне, конечно, могут считаться не заслуживающими внимания. Но только на её фоне. А сколько финансовых ресурсов теряется в сфере обслуживания только транспортных средств. Даже страны Восточной Европы уже переходят на оптимизацию регламентного графика ремонта муниципального транспорта.

Вибромониторинг позволяет в этой области существенно повысить время эксплуатации техники до ремонта, выявить объекты, которые надо отремонтировать раньше регламентного срока, предотвратив тем самым аварийные ситуации.

На каких системах вибрационных измерений сейчас базируется наша высшая школа?

Разумеется, на отечественных. Вот и встает вопрос, а не экономия ли это на собственном здоровье?  Ведь отечественные измерительные технологии пока не конкурентны рядом с разработками лидеров, например, Брюль и Къер.

У нас даже не все  адекватно воспринимают такие термины, как Dyn-X, REq-X and TEDS,  LAN-XI под которыми скрываются защищенные патентами инновационные технические решения.

Логично было бы ожидать, что за приобретением по символической цене льготной программы обучения студентов в области измерения и анализа вибрации и шума должна была бы выстроиться внушительная очередь, да только, увы, её не наблюдается вообще.

А значит не исключено, что к моменту прихода выпускников технических вузов  на предприятия, их знания будут на таком уровне, что вместо локомотива инноваций они будут выполнять функцию тормоза, или, в лучшем случае, — пустого места.

Вместо выполнения важной плановой работы они будут осваивать технику Dyn-X работы сдатчиками  без аттеньюаторов в широком динамическом диапазоне и диапазоне входных напряжений.  Умные датчики  TEDS сами сообщат системе о своих характеристиках, но ведь и с этим надо уметь обращаться, как и с выравниванием частотной характеристики измерительных преобразователей в REq-X. А уж о том, что каждый модуль может обмениваться с системой через обычную LAN-сеть, минимизируя количество кабелей, что при испытаниях больших объектов с сотнями вибродатчиков кардинально облегчает работу, раньше нельзя было и мечтать.

Всё это замечательно, но этим инструментом надо овладевать в вузе, а не тратить драгоценное рабочее  время на переподготовку.   Тогда и голова и руки будут заняты творческой работой,  производительность труда инженеров будет совсем другой. И это будет совсем другой труд. Когда каждый российский автомобиль при сходе с конвейера будет испытываться на простейшем вибростенде, покупатели будут спрашивать, а чья это сборка, и отдавать предпочтение российской.

Всего за ~1100€ российский ВУЗ может приобрести оборудование и  ПО для поддержки учебного класса по тематике «вибрация и звук»  на 25 студентов.
Лицензия включает обновление в течение 5-летнего периода, правда, без технической поддержки, впрочем, при наличии  квалифицированных преподавателей в ней и не будет необходимости.

В лицензию входят компоненты ПО постобработки PULSE Reflex:

  • -8700—F-        Базовое ядро
  • -8701—F-        Визуальное отображение данных
  • -8702—F-        Базовый компонент постобработки
  • -8703—F-        Компонент расширенной постобработки
  • -8704—F-        Порядковый анализ вибрации
  • -8705—F-        Расширенный порядковый анализ вибрации
  • -8706—F-        Октавный  анализ с цифровыми фильтрами
  • -8710—F-        Формализованная оценка качества звука
  • -8719—F-        Геометрия модального анализа и испытаний
  • -8720—F-        Модальный анализ
  • -8721—F-        Расширенный модальный анализ
  • -8722—F-        Корреляционный анализ шума и вибрации
  • -8729-A-F        Анализ спектра сигналов шума и вибрации
  • -8729-B-F        Модальные испытания при возбуждении шейкером или молотком
  • -8729-C-F        Анализ отклика при возбуждении ступенчатым синусом
  • -8730—F-         Анализ отклика при ударном возбуждении
  • -8740—F-         Анализ процессов вибрации и звука в угловом базисе (на фоне повторяющихся циклических угловых перемещений деталей машин)

А так же:

  • -3099-A-F-      Мультимодульный Front-end интерфейс сбора данных с PULSE LAN-XI and IDAe/IDA
  • -7708—F-        Регистратор данных во временном базисе для постобработки

Ценовое соглашение и условия продажи 

Кодовый номер и наименование продукта:
“-8700-E-F- 25 Seat PULSE Educational Class Room License, For Educational Purposes Only, One year expiring license, Floating License”

Необходимо, чтобы заказчик подписал  соглашение об образовательном использовании продукта BN1219-13 в котором подтверждается, что система будет использоваться исключительно в образовательных целях.

Представленный здесь компактный комплекc оборудования и ПО разработан целенаправленно для выполнения  измерений основных параметров процесса вибрации.
Он включает в себя все необходимые инструменты и вспомогательные средства, чтобы идеально обеспечить обучение в процессе практического освоения комплекса.
Студенты могут выполнить с его помощью множество самостоятельных экспериментов и использовать все преимущества обучения на практических примерах.
Система сбора данных LAN-XI обладает гибкой архитектурой — каждый её модуль сам по себе является измерительной системой и может использоваться автономно или в качестве компонента  распределённой системы. LAN-XI органично объединяет в себе такие уникальные технологии, как REq-X, TEDS и Dyn-X.
В результате достигается простота установки, отсутствие перегрузок, расширенный частотный диапазон,  оптимальные эксплуатационные характеристики не только экономят время
, но и позволяют сразу же получить результаты измерений высокой точности. Одни и те же аппаратные средства могут быть использованы в полевых и лабораторных условиях.
Прочные и защищенные модули и съемные передние панели в сочетании с литой конструкцией из магниевого сплава обеспечивают максимальную стабильность, легкий вес и устойчивость функционирования в жестких полевых условиях.

Программная поддержка обеспечивается пакетом PULSE™  Type 7770 с функциями быстрого преобразования Фурье, вычислением взаимных спектров, кепстрального анализа, получением частотных характеристик H1, H2 и H3, общего анализа уровня с одновременным измерением экспоненциального, импульсного, линейного и пиковых уровней.

PULSE™  7700 обеспечивает выполнение общего вибрационного тестирования с применением многоканального анализа в реальном времени.

Использование задаваемых пользователем измерительных процессов делает все основные задачи, включая сбор данных, измерение, анализ, калибровка, постобработка и составление отчетов удобными и легко настраиваемыми.

Акселерометр.виброметр/акселерометр 5463-4514

Широкий диапазон частот, высокое отношение сигнал/шум и выбор чувствительности от 1 до 50 mV/ms-² присущие акселерометру 4514, открывают для устройства  возможность применения в широком спектре измерительных  приложений , и  различных условий окружающей среды.

Молоток для ударного возбуждения

ударные молотки для возбуждения вибрации

Молоток 8206 сконструирован для формирования возбуждающей силы и её измерения применительно к малым и среднего размера конструкциям, таким, как блок двигателя, рама автомобиля и другие его детали. Для измерения отклика конструкции на возбуждающее воздействие используется акселерометр, или лазерный датчик скорости.

С использованием многоканального анализатора, выполняющего быстрое преобразование Фурье, например, PULSE™, может быть раcчитана частотная характеристика структуры (частотный отклик на возбуждающее воздействие, FRF) и построены формы мод её колебаний.
В отличие от электродинамического возбудителя  ударный молоток не добавляет присоединенных масс к структуре тестируемого объекта и является достаточно портативным средством возбуждения вибрации, позволяющим в некоторых случаях оценить реакцию конструкции на вибрационное возбуждения без использования стендов вибро-испытаний .

Спецификация комплекса  обучения вибрационным измерениям: заказ №9729-W-001

  •  1 x 3050-A-040 4-х канальный модуль ввода LAN-XI 51.2кГц (Входы: Микрофон, Constant Current Line Drive-линия постоянного стабилизированного тока,  Напряжение)
  •  1 x 7770—N2 PULSE —  базовый двухканальный   БПФ-анализатор,  1-2-х канальная лицензия с фиксированным интервалом действия
  • 2 x 4526 акселерометра с выходом Deltatron, 100mV/g, с диапазоном ускорений 70 g, top-коннектор
  • 2 x AO-0531-D-050 экранированных одножильных коаксиальных кабеля, 10-32 соединитель UNF (M) — BNC (M), 5м (16,7фут), максимальная температура эксплуатации +70°C (158°F)
  • 1 x молоток 8206—003 ,        диапазон    1000 фунтов, чувствительность 1.14 мВ/Н (5 мВ/фунт), эффективная масса  100 г, BNC -соединитель, включает  3 сменных ударных наконечника.

Обучающий комплекс по тематике — вибрации

ЗАКАЗ № 9729-W-001, охватывающий направления:

  • анализ вибраций и звука и формирование отчетов
  • Диагностика машин (базовая)
  • Тестирование с ударным возбуждением
  • Вибрационное тестирование (базовое)
  • Определение механического импеданса (базовое)
  • Кепстральный анализ звуковых сигналов

Нередко к учебному комплексу заказчики дополнительно покупают:

 Анализатор модели 2270, имеющий возможность работы одновременно с двумя независимыми входными каналами, что позволяет получать все обычные акустические параметры, включая измерения в 1/3- октавном диапазоне частот в двух точках одновременно.

анализаторы сигналов шума 2250, 2270

Вузы интересуются так же анализатором Фотон+, работающим в связке с планшетом, к которому он подключается через USB-интерфейс. Подключение запускает процедуру активации устройства по принципу «plug&play», обеспечивает питание Фотона+ и обмен данными и  направляющими сигналами в процессе выполнении измерений. Портативность и малый вес (чуть более 200 граммов), возможность работы как в лабораторных так и в натурных условиях, возможность анализа сигналов вибродатчиков и микрофонов как во временных координатах, так и в частотных с использованием Быстрого Преобразования Фурье (БПФ).

analizator-dinamicheskih-signalov-photon

Обеспечение питанием от компьютера через стандартный USB-интерфейс создает  максимальные удобства и и повышает надежность работы системы.
Опция записи на ленту с повышенным уровнем точности.

Обеспечивающий широкий динамический  диапазон высокоточный 24-битный БПФ-анализатор с  защитой от  наложения ложных гармоник (anti-alias protection).

Выбор в один клик режимов регистрации данных, отложенной (post) обработки с использованием Pulse-анализаторов и измерений в режиме реального времени.

К достоинствам добавляется и  стандартная (BNC) схема подключения измерительных преобразователей сигналов с вибродатчиков к анализатору.

Прибор Соноскаут (Sonoscout 2.0).

sonoscout-case

Его программное обеспечение может быть размещено даже на Ipad- планшете и управление осуществляется с помощью сенсорных клавиш планшета.

Подробнее о системе sonoscout

ПО можно использовать и при обучении вибрационным испытаниям.
Для этого не обязательно покупать громоздкий и дорогостоящий вибростенд, на котором испытываются ракеты, или спутники.
В ассортименте оборудования Bruel & Kjaer имеются и компактные вибростенды для испытаний совсем небольших изделий.

Датчики вибрации, которые можно купить дополнительно:

Обучающий комплект может быть расширен за счет покупки других датчиков вибрации, но цена этих датчиков уже не будет льготной.

Акселерометры типа CHARGE (с зарядовым выходом).

В ассортименте зарядовые датчики ускорения с самыми различными параметрами по чувствительности, массе, максимальному ускорению и частотному диапазону.

Например, вибродатчик 4371-S имеет частотный диапазон от 0.1 до 12600 Гц,

Одноосевые датчики ускорения

  • Общего назначения: 4371, 4382, 4383, 4384, 4500А, 4501А, 4505А
  • Высокочувствительные акселерометры: 4370, 4381, 8346
  • Миниатюрные (малый размер и масса): 4374, 4375, 4392, 4393, 4517-С, 4517-С-001, 4521-С. Вибродатчик 4374 имеет частотный диапазон от 1 Гц до 26 кГц, масса его составляет всего 0.65 г, правда, при этом чувствительность относительно небольшая 1.5 pC/g.
  • Предпочтительные для экспериментального модального анализа: 4508-С
  • Промышленные: 4391, 8315, 8324-100, 8324-G-100, 8347-С
  • Ударные: 8309
  • Эталонные (для калибровочных измерений): 8305, 8305-001
  • Трехосевые: 4321, 4326-А, 4504-А.

Акселерометры типа ICP (миниатюрные пьезоэлектрические датчики со встроенным усилителем и токовой двух проводной лииней питания и передачи сигнала)
(IEPE, DeltaTron, ISOTRON)

Одноосевые датчики вибрации

  • Общего назначения: 4511, 4523, 4533, 4534
  • Миниатюрные: 4394, 4397, 4516, 4517, 4518, 4519, 4521
  • Подводные: 5958-А
  • Ударные: 8339
  • Для сейсмических измерений: 8340
  • Промышленные: 8341
  • Высокочувствительные: 8344

Акселерометры по технологии MEMS

MEMS-вибродатчик 4575, например, имеет частотный диапазон от 0 до 300 Гц при чувствительности 1000 mV/g.
Более подробно о технических параметрах и номенклатуре  датчиков вибрации Брюль и Къер можно узнать здесь.

Как мы можем Вам помочь?

Я хотел бы*
Меня зовут*
Организация
Город
Телефон*
E-mail*


 


 




* Заполняя эту форму Вы соглашаетесь на обработку персональных данных.
Подробнее о политикн конфиденциальности и обработке персональных данных