Виброанализатор ViAna-2

Универсальный переносной прибор ViAna-2 (Vibration Analyzer) – это классический двухканальный прибор для измерения и анализа вибрационных сигналов. Прибор используется службой диагностики для контроля технического состояния по вибрации вращающегося оборудования промышленных предприятий.

Виброанализатор ViAna-2 рассчитан на работу в сложных условиях промышленных предприятий. Он имеет прочный и удобный металлический корпус, обеспечивающий защиту встроенной электроники от воздействия пыли и влаги. Управление всеми функциями прибора производится с использованием пленочной клавиатуры на лицевой панели или с помощью графических символов и пиктограммы на экране прибора (Touch Screen). Экран на лицевой панели прибора расположен вертикально. Это позволяет одновременно просматривать на экране до трёх синхронно зарегистрированных сигналов.

Базовые функции прибора ViAna-2

В двухканальном переносном анализаторе вибрационных сигналов марки ViAna-2 реализованы технические возможности и все основные функции регистрации и обработки сигналов, которые практические специалисты по вибрационному анализу используют в своей работе.

Синхронное измерение вибрации в двух точках оборудования

Такие измерения являются важным преимуществом двухканальных приборов перед одноканальными, так как они позволяют производить сравнение колебаний двух точек оборудования по амплитуде и по взаимной фазе.

Эта функция очень удобна для наиболее часто используемой на практике двухплоскостной балансировки роторов в собственных оборах. Наличие синхронной регистрации сигналов используется при построении орбит колебаний, при поиске дефектов в конструкциях и фундаментах и т. д.

Спектральный анализ вибрации

При необходимости в приборе легко можно получить спектр вибрационного сигнала с максимальным разрешением до 25600 линий. Перед проведением преобразования сигнала в спектр на него накладывается «обуживающее окно Хэмминга». Это делается для уменьшения влияния ограниченности временной выборки первичного сигнала, приводящего к нелинейной погрешности при расчете гармоник. График можно раздвинуть, чтобы посмотреть линии спектра более подробно. Если в сигнале есть кратные гармоники, они тоже отмечаются на графике. Это очень полезно для спектральной диагностики дефектов агрегата.

Отдельный канал отметчика фазы

В приборе ViAna-2 дополнительно реализован третий измерительный канал, в котором регистрация сигнала происходит синхронно с двумя каналами вибрационных сигналов. К входу этого измерительного канала подключается лазерный отметчик фазы марки ОФЛ-1. Использование лазерного отметчика фазы позволяет синхронизировать амплитуду и фазу колебаний подшипниковых узлов с координатами вращающегося ротора. Такая синхронизация является обязательным условием для использования алгоритмов расчета добавочных грузов при балансировке роторов. К этому же каналу подключаются дополнительные датчики (ультразвуковой и токовые клещи), входящие в состав поставки прибора.

Диагностика подшипников качения

Наиболее рутинными и часто встречающимися на практике у роторного оборудования проблемами для диагностики являются различные дефекты опорных подшипников качения.

Если для диагностики технического состояния уникальных и наиболее дорогих подшипников качения используются специализированные алгоритмы и методы, требующие от диагностического персонала хорошей подготовки, то для рядовых по стоимости подшипников достаточно использования более простых методов диагностики. Достоинством таких методов является возможность их формализации и создания эффективных алгоритмов диагностики.

В приборе ViAna-2 реализован автоматизированный алгоритм комплексной диагностики подшипников качения с использованием эксцесса вибрационного сигнала по методу SPM и др. Результаты диагностики отображаются на экране прибора в виде стилизованного подшипника качения, причем на экране прибора могут одновременно показываться результаты диагностики по двум каналам, контролирующим разные подшипники.

По результатам такой диагностики подшипник автоматически относится к одной из трех категорий технического состояния:

• Хорошее состояние подшипника, дефектов не обнаружено. В этом случае символ подшипника на экране прибора вращается быстро, имеет зеленый цвет.
• Удовлетворительное состояние подшипника качения, обнаружены некритические дефекты. Символ подшипник на экране вращается медленно, имеет желтый цвет.
• Предаварийное состояние. Символ подшипника на экране имеет красный цвет, мигает и не вращается.

Информация о результатах вибрационной диагностики подшипника качения в приборе может быть уточнена оперативной информацией о температуре подшипникового узла, полученной от встроенного пирометра. Увеличение температуры подшипника всегда связано или с возникновением проблем со смазкой, или наличием серьёзных дефектов внутри подшипника.

Балансировка ротора в собственных опорах

Эта процедура позволяет эффективно снизить вибрацию работающего оборудования без разборки. В приборе реализованы режимы балансировки 1 точка контроля x 1 плоскость и 2 точки контроля x 2 плоскости. Балансировку можно делать по тестовым пускам и по коэффициентам влияния. Коэффициенты влияния можно загрузить с предыдущей балансировки агрегата или с балансировки другого агрегата в памяти прибора. Можно делать дополнительные пуски для добалансировки. Вибрация измеряется прибором или вводится вручную (режим калькулятора грузов).

Запись длинных сигналов

В анализаторе вибрационных сигналов ViAna-2 реализована функция цифрового магнитофона. При необходимости прибор может непрерывно регистрировать и записывать в память вибрационные сигналы. Длительность непрерывной записи сигналов зависит от выбранных параметров регистрации и может достигать 30 минут.

Режим цифрового магнитофона дает возможность оптимизировать диагностику дефектов и оценку технического состояния оборудования при пуско-наладочных работах, при вводе в эксплуатацию после ремонтов. Такой режим удобен для анализа состояния оборудования, работа которого происходит с переменными и ударными нагрузками.

Разгон-выбег

Эта специализированная функция предназначена для контроля процессов разгона и выбега мощных агрегатов, который может длиться десятки минут и более. В этом режиме прибором ViAna-2 производится не постоянная регистрация вибрационных параметров оборудования, как это происходит в режиме цифрового магнитофона, а периодическая. Обычно исходным параметром для определения момента измерения является изменение частоты вращения ротора агрегата на заданную величину. В результате можно построить график изменения вибрационных параметров контролируемого агрегата в функции частоты вращения. Такой график зависимости вибрации от частоты вращения позволяет достаточно надежно выявлять критические (резонансные) частоты ротора агрегата.

Модальный анализ колебаний

При помощи модального анализа вибрационных сигналов контролируется техническое состояние различных конструкций по параметрам свободных колебаний после возбуждающих ударных воздействий. В этом диагностическом методе гармоникам принужденных колебаний (по терминологии, принятой при анализе динамических процессов во вращающемся оборудовании) соответствуют моды пространственных свободных колебаний контролируемых конструкций.

В результате модального анализа в приборе ViAna-2 определяются два наиболее важных параметра, связанные с техническим состоянием конструкции: наиболее значимые частоты (моды) собственных резонансных колебаний конструкции и скорость затухания колебательных процессов в конструкции. Первый параметр показывает частоты собственных резонансных колебаний и оценивает их влияние на общие динамические процессы в конструкции. Скорость затухания колебаний определяется потерями энергии колебаний. Чем хуже состояние конструкции (присутствуют трещины, ослабленные болтовые и сварные соединения и т. д.) тем быстрее затухают колебательные процессы. Можно определить передаточную функцию (Transfer function) между двумя точками измерения.

Прослушивание вибрационных сигналов

При проведении диагностики иногда бывает удобно прослушать зарегистрированные сигналы при помощи наушников, входящих в состав поставки прибора ViAna-2. Некоторые дефекты роторного оборудования имеют специфические звуковые образы, поэтому прослушивание сигналов персоналом, имеющим опыт такой диагностики, поможет оперативно и достаточно надежно выявлять дефекты.

При проведении диагностических работ иногда приходится проводить большое количество замеров, отличающихся условиями работы контролируемого оборудования, режимами регистрации параметров работы оборудования и т. д. В этом случае удобной является функция записи голосовых комментариев к замерам, которые в дальнейшем можно прослушать как при помощи наушников на приборе, так и в базе данных замеров на компьютере. Наличие звуковых комментариев к замерам позволяет более корректно проводить итоговую оценку технического состояния оборудования.

Измерения по маршруту

При внедрении на предприятии системы обслуживания по техническому состоянию одной из важных функций является управление сроками проведения вибрационных измерений. Для каждой единицы оборудования существуют свои оптимальные сроки проведения замеров.

Специалист по вибрационной диагностике должен каждый раз создавать список оборудования, на котором необходимо провести замеры вибрации. На основании этого списка он формирует свой маршрут.

Для практической реализации этой задачи в приборе ViAna-2 предусмотрена специальная функция проведения замеров «по маршруту». В программном обеспечении вибрационного мониторинга Атлант, установленном на персональном компьютере, автоматически формируется список оборудования, на котором необходимо провести замеры вибрации «на дату». Этот список по интерфейсу USB загружается в прибор ViAna-2, и специалист по вибрационной диагностике производит замеры.

Дополнительные функции прибора ViAna-2

Измерение температуры

Дистанционное измерение температуры любых элементов оборудования при помощи встроенного пирометра. Пирометр располагается внутри корпуса на верхнем торце корпуса, рядом с разъемами для подключения вибрационных датчиков. Показания пирометра, например, текущая температура контролируемых подшипниковых узлов, можно приписывать к вибрационному замеру и сохранять в базе данных для уточнения диагностических заключений.

Регистрация ультразвуковых акустических сигналов

Регистрация ультразвуковых акустических сигналов для углубленного анализа состояния наиболее ответственных подшипников качения. Для этого в комплект поставки прибора ViAna-2 входит дополнительный акустический датчик, который подключается к разъему, предназначенному для отметчика фазы. При помощи этого датчика, кроме поиска дефектов в подшипниках качения, можно контролировать состояние уплотнений и производить поиск утечек газов и жидкостей в трубопроводах.

Регистрация и анализ токовых сигналов

Регистрация и анализ токовых сигналов для оперативной оценки технического состояния асинхронных и синхронных электродвигателей. Для этой цели используются токовые клещи, входящие в состав поставки прибора и подключаемые к разъему отметчика. Наиболее эффективно токовыми клещами контролируется наличие обрывов в короткозамкнутой клетке ротора асинхронного электродвигателя.

Прием и передача информации по интерфейсу Bluetooth

Прием и передача информации из прибора по беспроводному интерфейсу связи марки Bluetooth. При помощи этого интерфейса можно подключать к прибору ViAna-2 дополнительные датчики технологических параметров. Приемно–передающая антенна интерфейса Bluetooth располагается под пленочной клавиатурой.

Использование Bluetooth для диагностики оборудования

Наличие интерфейса Bluetooth позволяет расширить диагностические возможности прибора ViAna-2 за счет использования беспроводной связи между прибором, с одной стороны, и смартфонами или планшетом, с другой стороны. Современные версии этих распространенных устройств стандартно оснащаются таким интерфейсом.

Во-первых, возможно снижение трудоемкости и стоимости работ по проведению вибрационного контроля большого количества единиц вращающегося оборудования. Для этого необходимо массовое использование QR кодов, которые в виде идентификационных меток наклеиваются на все контролируемое оборудование.

Рядом с каждой точкой измерения вибрации на оборудовании приклеивается наклейка с QR кодом, на которой записывается полное наименование точки и описание параметров регистрации, предназначенных для автоматической настройки прибора.

Технология проведения замеров в этом случае следующая. При помощи смартфона сначала производится считывание информации с QR-кода. Эта информация по беспроводному интерфейсу Bluetooth передается в прибор ViAna-2. Оператор, не производя ручных перенастроек прибора, производит регистрацию вибрационных сигналов с параметрами, переданными со смартфона. Завершает процедуру измерения вибрации запись замера в память прибора с автоматическим указанием наименования контролируемого оборудования, также считанного с наклейки с QR кодом.

При использовании такой технологии снимаются все ограничения, существующие в настоящее время при регистрации вибрационных сигналов по маршруту. Теперь любое измерение, сделанное оператором «вне маршрута», автоматически становится сделанным «по маршруту», т. е. идентифицируется для обобщенной базы данных за счет использования дополнительной информации.

Оператор может, по своему усмотрению, производить измерения вибрации на любом оборудовании, снабженном идентификационными метками, в любой последовательности, однократно или многократно в каждой точке.

Все полученные результаты, сделанные «вне маршрута», благодаря информации с QR-кода будут однозначно соответствовать конкретному оборудованию. Зарегистрированные замеры вибрации будут идентифицированы сервисной программой Атлант при перекачивании информации из прибора ViAna-2 в компьютерную базу данных.

Во-вторых, может быть значительно повышена оперативность передачи информации из измерительного прибора в базу данных.

Для этого сделанный прибором ViAna-2 замер вибрации может быть оперативно передан по беспроводному интерфейсу Bluetooth в смартфон. Со смартфона информация, используя стандартный канал GSM, может быть переслана на сервер системы мониторинга и управления эксплуатацией роторного оборудования.

Такие технические и программные решения уже опробованы на практике и применяются в системах управления эксплуатацией роторного оборудования, реализованных на промышленных предприятиях, использующих различное программное обеспечение вибрационного мониторинга.

Время от момента проведения замера вибрационных параметров оборудования «на месте» до момента получения диагностического заключения на сервере системы управления эксплуатацией может сократиться до нескольких минут.

Метрологическое обеспечение

Двухканальный виброизмерительный прибор – анализатор сигналов марки ViAna-2 прошел все необходимые метрологические испытания и включен в реестр средств измерений РФ.