|
ЧЭ основан на свойстве перемещения инерционной массы под действием измеряемого ускорения, вследствие чего изменяется емкость датчика угла. Принцип действия осевого интегрального ЧЭ основан на свойстве перемещения инерционной массы под действием измеряемого ускорения, вследствие чего изменяется емкость емкостного датчика перемещения (ЕДП). В разрабатываемой модели акселерометра предпочтение отдается ЧЭ осевого типа по сравнению с маятниковым. Для ЧЭ маятникового типа зависимость емкости от измеряемого ускорения нелинейная. Допустимо лишь изменение емкости на 10%, в пределах которого линейность сохраняется. Следовательно приходится ограничивать диапазон измеряемых ускорений. В датчике с ЧЭ осевого тина зависимость выходной величины от измеряемого ускорения прямо пропорциональна. При этом обеспечивается высокая ударопрочность конструкции (ударное ускорение а у л = 1000 g с длительностью импульса т я = 1 -59 мс). Данные акселерометры позволяют измерять практически любые ударные ускорения, возникающие в помольных камерах всех существующих на сегодняшний день мельниц, использующих принцип измельчения шарами. Для обеспечения измерения истинных величин ударных импульсов в МГТУ разработано устройство, названное трехкомпонентным радоиакселерометром (ТРА). ТРА представляет собой мелющее тело шар, выполненный в виде двух частей: корпуса 1 и крышки 2 (рис. 3.3). Внутрь корпуса 1 жестко вмонтированы три одинаковых виброизмерительных блока 3, расположенных в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Каждый блок состоит из емкостного акселерометра 4, выполненного в виде двух пластин и микросхемы 5, собранной в виде усилителя сигнала. В корпусе 1 выполнена канавка, в которую уложены три передающие антенны 6, каждая из которых соединена со своим виброизмерительным блоком 3 через канавки 7 в корпусе 1. Энергоснабжение ТРА осуществляется от трех элементов питания 8. 89 |
30 косвенный характер, Для того, чтобы исследовать и понять процессы, происходящие внутри мельницы, нужно определить параметры шаровой загрузки путем непосредственного измерения динамических параметров отдельных мелющих тел. Первая такая попытка была сделана автором в работе [20]. В корпусе измерительного шара сделано отверстие для вывода провода, а сам шар был помешен в выделенный в загрузке столбик шаров. При этом для того, 'лобы не произошло быстрого перетирания провода, необходимо было устранить вращение шара, для чего на его поверхности были отфрезерованы параллельные грани, а сам столбик шаров помещен в вертикальный канал с металлическими боковыми стенками. Таким образом, измерительное устройство имело возможность перемещаться только в вертикальном направлении, что естественно искажало реальный процесс, но позволило впервые измерить центральный прямой удар между шарами. Это была одна из первых попыток измерения реальной величины ударного импульса в помольной камере вибрационной мельницы. Однако в силу вышеперечисленных причин точность эксперимента не удовлетворяла целям, поставленным в работе [20]. В связи с этим необходимо было разработать устройство для бесконтактной передачи информации (измеренного сигнала) от шарика на приемное устройство. На основе анализа существующих способов передачи информации было решено использовать энергию радиоволн для передачи сигнала. Эта идея воплотилась в трехкомпонентном радонаксслсромстрс (ТРА). ТРА представляет собой мелющее тело шар, выполненный в виде двух частей: корпуса 1 и крышки 2 (рис. 1.14). Внутрь корпуса 1 жестко вмонтированы три одинаковых виброизмерительиых блока 3, расположенных в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Каждый блок состоит из емкостного акселерометра 4. выполненного в виде двух пластин и микросхемы 5, собранной в виде усилителя сигнала. В корпусе 1 выполнена канавка, в которую уложены три передающие антенны 6, каждая из которых соединена со своим виброизмерительным блоком 3 через канавки 7 в корпусе 1. Энергоснабжение ТРА осуществляется от трех элементов питания 8. ТРА работает следующим образом. При завинчивании крышки 2 происходит включение питания блоков 3. Затем ТРА помещается в помольную камеру мельницы. При статическом положении помольной камеры, а, значит и ТРА, расстояние между пластинами емкостных акселерометров 4 остается незначительным, при этом сигнал, проходящий через акселерометры 4 и включенные в цепь параллельно катушки индуктивности, усиливается на микросхемах 5 и передается через антенны 6 в эфир. На торце помольной камеры закреплены три приемные антенны, каждая из которых связана с селективными микровольтметрами SMV-11A, которые принимают сигнал от ТРА. Далее через АЦП сигнал передается на запоминающее устройство. При статическом положении ТРА па распечатке радиосигнала отображался сигнал, генерированный блоками 3, находящимися в положении покоя (рис. 1.15). При жестком креплении ТРА к помольной камере и включении мельницы ТРА совершал движения вместе с помольной камерой а, значит, ускорения ТРА и помольной камеры были одинаковыми. Распечатка сигнала с ТРА при данных условиях отражала изменения реальной величины ускорения камеры (рнс.1.16). На рис. 1.16 хорошо видна зона резонансной работы мельницы. Особый интерес представляет случай, когда ТРА помещается в помольную камеру среди мелющих тел. Именно для этого случая он и был спроектирован. При включении мельницы происходят соударения ТРА с другими мелющими телами и материалами. При этом в зависимости от интенсивности соударения расстояние между пластинами 4 емкостных акселерометров меняется, что приводит к изменению несущей частоты сигнала передаваемого в эфир. /06 Описанные выше требования нашли своё отражение в устройстве, названном нами трехкомпонентным радиодинамометром (ТРД). Основу данного устройства составляют принципиально новые по техническому исполнению измерительные модули, фиксирующие как динамические, так и статические составляющие ударных импульсов. Каждый модуль выполнен на базе емкостного акселерометра, разработанного на основе передовых технологий с использованием микросварки эодотосодежащих компонентов. Конструкция акселерометра представляет собой герметичный блок, в кагором расположены чувствительный элемент, усилитель-преобразователь и элементы выводного монтажа. Наиболее ответственным узлом конструкции акселерометра является чувствительный элемент (ЧЭ). ЧЭ маятникого типа (рис. 3.1) состоит из инерционной массы-1, обкладки-2 и стеклянной пластины-3. Принцип действия данного ЧЭ основан на свойстве перемещения инерционной массы под действием измеряемого ускорения, вследствие чего изменяется емкость датчика угла. ТРД представляет собой корпус 1 в виде тела вращения, по меньшей мере, с тремя закрытыми крышками 2 полостями, в каждой из которых размешен виброизмернтельный блок. Каждая крышка имеет возможность перемещения относительно корпуса по втулке 3, выполненной из материала с низкими фрикционными свойствами и связана упругой связью 4 с виброизмерительным блоком (рис. 3.2). Каждый виброизмернтельный блок состоит из емкостного акселерометра 5, выполненного из двух пластин и усилителя сигнала в виде микросхемы 6. На внешней поверхности корпуса выполнена канавка 7, в которую уложены три передающие антенны, соединенные с виброизмерительными блоками через канавку в корпусе 1. Упругая связь крышки с виброизмерительным блоком выполнена в виде пружины. |