МОДЕЛИРОВАНИЕ ДАТЧИКА СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ В МАСЛОСИСТЕМЕ МАШИН И АГРЕГАТОВ

Максим Игоревич Кокоть, Николай Александрович Ишинбаев, Владимир Сергеевич Федоров

Аннотация


Надёжность узлов и механизмов играет ключевую роль при эксплуатации аппаратов, используемых в процессе добычи и переработки нефти. Одним из ключевых аспектов, являющихся причинами снижения работоспособности машин, а также возникновения их отказов, является наличие частиц износа трущихся деталей в смазочном масле.В данной статье рассматривается моделирование физических процессов, происходящих при попадании неферромагнитных металлических частиц в рабочую область электромагнитного датчика. Произведен анализ физических процессов, возникающих при движении частицы между катушками. В основе данных физических процессов лежит возникновение вихревых токов в частице при попадании в рабочую область датчика. Путем использования результатов данного анализа была получена аналитическая модель выходного сигнала датчика. Полученная модель позволила выявить закономерности изменения амплитуды электродвижущей силы (ЭДС), возникающей в измерительной обмотке датчика, от параметров системы. Она связывает между собой ЭДС, геометрические параметры датчика, параметры катушек возбуждения и детектируемой частицы. Так, выходной сигнал прямо пропорционален силе тока, числу витков измерительной обмотки и нелинейно зависит от частоты питающего напряжения и геометрических параметров датчика. Данная зависимость позволила рассчитать амплитуду ЭДС в измерительной обмотке при заданных параметрах датчика и детектируемой частицы. В дальнейшем, имея представление о форме и величине сигнала, можно однозначно определить наличие металлических частиц износа в маслосистеме машин и агрегатов. Результаты данного исследования могут быть использованы для серийного производства датчиков.

Ключевые слова


трибодиагностика;система;электромагнитный датчик;катушка;металлическая частица;математическая модель;вихревые токи;tribodiagnostics;system;electromagnetic sensor;coil;metallic particle;mathematical model;eddy current;

Полный текст:

PDF

Литература


Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Академия, 2006. 560 с.

Савельев И.В. Курс общей физики. М.: Наука, 1982. Т. 2 «Электричество и магнетизм. Волны. Оптика». 496 с.

Тюшев А.Н. Курс лекций по физике. Новосибирск: СГГА, 2003. Ч. 2: «Электричество и магнетизм». 150 с.

Применение закона Био-Савара-Лапласа для нахождения магнитного поля. URL: http://lektsia.com/2x14d7.html (дата обращения: 20.11.2018).

Магнитное поле на оси кругового тока. URL: http://online.mephi.ru/courses/physics/electricity/data/course/6/6.3.html (дата обращения: 20.11.2018).

Fan H. Experimental Study of an On-Line Monitoring Sensor for Wear Particles in Oil // Tribology. 2010. No. 30 (4). P. 338-343.

Lee H.-B. Efficient Magnetic Field Calculation Method for Pancake Coil Using Biotsavart Law // 12th Biennial IEEE Conference on Electromagnetic Field Computatio. 2006. 193 p.

Теоретические основы электротехники и электроники. URL: http://bourabai.kz/toe/chapter03.htm (дата обращения: 27.11.2018).

Расчет индуктивности одиночного круглого витка. URL: http://coil32.ru/man/loop.html (дата обращения: 20.11.2018).




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2019-4-197-208

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.