Виброускорение, виброскорость и виброперемещение. Вибрация в чем измеряется?

Виброперемещение (смещение) указывает на максимальный диапазон перемещения контролируемой точки во время вибрации. Обычно это обозначается разбросом (двойная ширина, от пика до пика). Виброперемещение — это расстояние между крайними точками смещения вращающегося устройства вдоль оси измерения.

Измерение вибрации, воздействующей на здания и сооружения

Эксплуатируемые здания подвержены вибрации от различных источников, вызванных деятельностью человека, например, движение транспорта, строительные работы, крупная техника и перерабатывающие предприятия.

Такие вибрации могут нанести ущерб зданиям — повредить ткань здания, сократить срок его службы или вызвать незначительные повреждения, требующие косметического ремонта. Если есть подозрение, что здания могут подвергаться воздействию опасных вибраций, проводятся инструментальные исследования.

В настоящее время подходы к методам оценки и численным критериям риска техногенных вибраций в зданиях значительно различаются в разных странах.

Иностранные документы, регламентирующие эти измерения, включают:

-Немецкий стандарт DIN 4150-3:1999 «Вибрация в строительстве — Часть 3: Воздействие вибрации на конструкции»,

— BS 7835-2:1993 «Оценка и измерение вибрации в зданиях — Часть 2: Руководство по ущербу от вибрации грунта». Часть 2. Руководство по оценке ущерба, наносимого зданиям вибрацией грунта).

— Норвежский стандарт NS 8141:2001 «Вибрация и колебания — Измерение виброскорости и расчет пределов направленности для предотвращения повреждения зданий». Измерение скорости и расчет пределов направленности для предотвращения повреждения конструкций).

В настоящее время в России нет обязательных нормативных документов (числовых пределов для оценки рисков вибрации). Однако с 1 октября 2008 года введен ГОСТ Р 52892-2007 «Вибрация и удар. Вибрация зданий. Измерение вибраций и оценка их воздействия на конструкции». Данный документ содержит методику оценки риска воздействия антропогенных вибраций, руководство по проведению измерений и краткое изложение числовых критериев оценки вибраций зданий из зарубежных стандартов.

Это интересно:  Что такое «Цанга». Цанга что это такое?

Измерения вибрации по ГОСТ Р 52892-2007

Для оценки риска воздействия вибрации на здания и сооружения в соответствии с ГОСТ Р 52892-2007 измеряется максимальная виброскорость в трех направлениях на фундаменте или на грунте вблизи фундамента и определяется частота доминирующей составляющей вибрационного процесса.

Давайте теперь рассмотрим характеристики этих измерений по очереди.

Точка измерений

В отличие от измерений в контексте оценки состояния здоровья или окружающей среды, вибрации на перекрытиях здания не представляют первостепенного интереса для оценки вибрационного риска здания в целом. Для правильной оценки необходимо измерить вибрации несущих конструкций — фундаментов, несущих стен. В некоторых случаях вибрации измеряются на земле в непосредственной близости от фундамента здания.

Для измерений на фундаментах и несущих конструкциях необходимо предусмотреть подходящий способ крепления вибропреобразователя; обычно это крепление с помощью хомута. Для увеличения срока службы вибропреобразователи обычно устанавливаются на подставку, которая уже прикреплена к вибрирующей поверхности.

Для измерений на земле датчик устанавливается либо на неподвижную, жесткую плиту (например, плиту тротуара), либо на стальной стержень, который проникает глубоко в землю.

Требования к монтажу акселерометров, преимущества и недостатки различных типов крепления датчиков рассмотрены в ГОСТ ISO 5348-2002.

Измеряемая вибрационная характеристика

Согласно ГОСТ Р 52892-2007, стандартной характеристикой вибрации является значение максимальной скорости.

Пиковое значение — это наибольшее мгновенное значение. Значения максимальной скорости не следует путать со значениями пиковой скорости. Под пиковым значением обычно понимается наибольшее из значений тока, усредненное за определенный период времени (например, 5 или 10 секунд).

Чтобы правильно оценить максимальную виброскорость, используйте одну из следующих систем:

  • подходящий датчик скорости, соединенный с измерителем вибрации, оснащенным детектором пика-пика,
  • Акселерометр подключается к регистратору временных сигналов, которые затем обрабатываются специальным программным обеспечением.
Это интересно:  Где находятся и как активировать все ветряки в Dying Light 2 Stay Human. Как передать ветряк фракции?

Максимальное значение виброскорости не может быть правильно определено, если измеряются только средние значения виброускорения. Однако большинство санитарных и экологических приборов в своей базовой конфигурации способны измерять только средние значения виброускорения.

Измерение частоты доминирующей составляющей

Частота преобладающего компонента исследуемой вибрации должна быть известна для того, чтобы наилучшим образом оценить риск вибрации в зданиях.

Для непрерывных вибрационных событий, таких как вибрации товарных поездов, эта проблема может быть решена путем определения характерных частот в третьоктавном диапазоне ускорения или скорости.

Для импульсных вибраций, например, когда вибрация возникает при забивке свай, частота доминирующего компонента получается путем применения преобразования Фурье к образцу, который дает временную форму сигнала виброскорости. Программные пакеты обычно используют для этой цели БПФ (быстрое преобразование Фурье).

Требования к приборам для измерений по ГОСТ Р 52892-2007

Некоторые вопросы, не рассмотренные подробно в ГОСТ Р 52892-2007, перечислены в следующих стандартах:

  • ГОСТ Р 53964-2010 «Измерения вибрации конструкций. Руководство по проведению измерений». Стандарт дает рекомендации по проведению измерений в соответствии с ГОСТ Р 52892-2007 и содержит требования к используемому измерительному оборудованию.
  • ГОСТ Р 53963.1-2010 «Измерения вибраций конструкций. Требования к измерительным приборам. Стандарт содержит требования к средствам измерений, применяемым при измерениях по ГОСТ Р 52892-2007.

Измерительные приборы, используемые для измерений в соответствии с ГОСТ Р 52892-2007, состоят из:

  1. Адаптер для крепления датчика вибрации к вибрирующей поверхности,
  2. датчик вибрации, т.е. датчик ускорения или датчик виброскорости,
  3. устройство измерения и индикации,
  4. устройство для записи и хранения информации (в случае современных цифровых устройств эту функцию может выполнять блок измерения и индикации)
  5. средства для анализа частотного состава сигнала (в случае современного оборудования эту функцию выполняет блок измерения и индикации или специальное программное обеспечение на компьютере),
  6. компьютерное программное обеспечение.
Это интересно:  Как настроить аппарат для сварки алюминия - полная инструкция. Как настроить сварочный аппарат перед сваркой?

При проектировании измерительной системы особое внимание следует уделить типу датчика вибрации. Хотя измеряемой величиной является максимальная виброскорость, датчики скорости (велосиметры) часто не являются лучшим выбором в отличие от акселерометров. Это связано с неподходящими динамическим и частотным диапазонами большинства датчиков скорости, представленных на рынке. Для правильного измерения максимальной скорости датчик вибрации должен иметь не только подходящую амплитудно-частотную характеристику (AFR) во всем диапазоне частот, но и фазо-частотную характеристику (PFR). Многие датчики скорости (в отличие от акселерометров) имеют нелинейную ФЧХ в нужном диапазоне частот.

Свод требований к виброизмерительным приборам по ГОСТ Р 52892-2007:

Верхний предел диапазона измерения

Нижний предел диапазона измерения

Для применений, подпадающих под действие Постановления об обеспечении единства измерений, средства измерений должны быть утвержденного образца (зарегистрированы в Государственном реестре СИ РФ) и иметь действующий сертификат калибровки, а измерения должны проводиться по аттестованной методике.

Анализ АЧХ и ФЧХ датчиков вибрации и причины ограничения диапазона рабочих частот

Оцените статью
Build Make