Принцип работы вибрационного датчика для Ардуино

Область применения вибрационных извещателей

Датчики вибрации различаются по принципу действия, поэтому область их применения также не совпадает.

Детекторы, в которых в качестве чувствительного элемента используется кабель, используются как средство обнаружения вибраций для защиты периметра любых объектов.

Детектор вибрации на месте

Это могут быть ограждения аэропортов, электростанций, водостоков, колоний и других организаций с ограниченным доступом.

Пьезоэлектрические датчики используются для защиты сейфов, банковских хранилищ и других помещений, требующих особой защиты.

Они также используются для предотвращения вандализма, устанавливая их на витринах магазинов, витринах, телефонных шкафах и банкоматах.

Достоинства и недостатки

Преимущества датчиков вибрации:

1. своевременное выявление правонарушителей;
2. возможность контроля больших участков периметра с помощью кабельных датчиков;
3. низкие затраты на обеспечение безопасности длинных ограждающих конструкций;
4. секретность установки и использования;
5. высокая чувствительность и невосприимчивость к шуму;
6. точность определения района, в котором произошла попытка взлома или разрушения.

Недостатков, связанных с принципом работы датчиков, практически нет. Претензии могут быть предъявлены только к определенным моделям извещателей.

Конструкция вибрационного датчика

Если для защиты периметра используется сенсорный кабель, конструкция представляет собой устройство, состоящее из двух частей: сенсора в виде кабеля и блока обработки, который представляет собой электронный модуль, заключенный в пластмассовую коробку.

Пьезокерамические детекторы имеют вид коробочек, датчик и блок обработки сигналов — в коробке.

Некоторые системы являются многопозиционными, когда блок обработки один и датчиков много.

Конструкция датчика вибрации

Если датчики беспроводные, в них есть модуль для передачи информации через Wi-Fi или GSM.

Последние модели имеют микропроцессорный блок управления, позволяющий обрабатывать цифровой сигнал с использованием сложных алгоритмов, учитывающих не только частоту и амплитуду, но и спектр колебаний.

Принцип работы

По принципу действия датчика детекторы делятся на:

• оптический;
• пьезоэлектрический;
• трибоэлектрический.

Оптические противоугонные датчики вибрации работают на эффекте Доплера. Устройство имеет лазерный излучатель и приемник.

Принцип работы вибрационного извещателя

Луч направлен на защищаемый объект, а отраженный сигнал принимается приемником.

При возникновении колебаний длина волны принимаемого излучения изменяется, что фиксируется прибором. Прибор отличается высокой точностью, но стоит довольно дорого.

Волоконно-оптические кабели — это разновидность оптических детекторов вибрации. Их прокладывают по обширным охраняемым территориям протяженностью до 2 км.

Луч, проходящий через стеклянный сердечник, реагирует на любую вибрацию, которая изменяет считывание выходного сигнала. Оптоволокно используется в качестве вибрационного кабеля для защиты периметра.

Пьезоэлектрический чувствительный элемент реагирует на деформацию. Он застегивается на эластичные подтяжки.

Когда он вибрирует через них, происходит удар по датчику, который генерирует электрический заряд. Следовательно, он напрямую связан с защищаемым объектом.

Когда возникают вибрации, пьезоэлектрический преобразователь вырабатывает электрический ток, пропорциональный вибрациям.

Он обрабатывается ПКП, при превышении пороговых значений генерируется тревога. Устройства этого типа намного дешевле оптических детекторов.

Схема подключения датчика вибробезопасности

Трибоэлектрические датчики вибрации используют способность кабеля генерировать электрический ток, когда провод и оболочка трутся друг о друга.

Деформация датчика из-за вибрации или прикосновения вызывает генерацию электрического тока, который фиксируется модулем обработки информации.

Он используется для защиты поверхностей забора длиной до 500 м и называется вибрационным кабелем для защиты периметра участка.

Охранный вибрационный извещатель: конструкция и использование

В охранных системах для охраны периметра или для проверки целостности стен комнат, окон, дверей, сейфов применяется датчик вибрации.

Основная задача датчика — обнаруживать вибрации и выдавать тревожное сообщение, если они кажутся вибрациями, возникающими при попытке взлома или разрушения охраняемого объекта, характерная для извещателей, сигнализирующих о незаконченных незаконных действиях, даже во время попыток.

Область применения вибрационных извещателей

Датчики вибрации различаются по принципу действия, поэтому область их применения также не совпадает.

Детекторы, в которых в качестве чувствительного элемента используется кабель, используются как средство обнаружения вибраций для защиты периметра любых объектов.

Детектор вибрации на месте

Это могут быть ограждения аэропортов, электростанций, водостоков, колоний и других организаций с ограниченным доступом.

Пьезоэлектрические датчики используются для защиты сейфов, банковских хранилищ и других помещений, требующих особой защиты.

Они также используются для предотвращения вандализма, устанавливая их на витринах магазинов, витринах, телефонных шкафах и банкоматах.

Достоинства и недостатки

Преимущества датчиков вибрации:

1. своевременное выявление правонарушителей;
2. возможность контроля больших участков периметра с помощью кабельных датчиков;
3. низкие затраты на обеспечение безопасности длинных ограждающих конструкций;
4. секретность установки и использования;
5. высокая чувствительность и невосприимчивость к шуму;
6. точность определения района, в котором произошла попытка взлома или разрушения.

Недостатков, связанных с принципом работы датчиков, практически нет. Претензии могут быть предъявлены только к определенным моделям извещателей.

Конструкция вибрационного датчика

Если для защиты периметра используется сенсорный кабель, конструкция представляет собой устройство, состоящее из двух частей: сенсора в виде кабеля и блока обработки, который представляет собой электронный модуль, заключенный в пластмассовую коробку.

Пьезокерамические детекторы имеют вид коробочек, датчик и блок обработки сигналов — в коробке.

Некоторые системы являются многопозиционными, когда блок обработки один и датчиков много.

Конструкция датчика вибрации

Если датчики беспроводные, в них есть модуль для передачи информации через Wi-Fi или GSM.

Последние модели имеют микропроцессорный блок управления, позволяющий обрабатывать цифровой сигнал с использованием сложных алгоритмов, учитывающих не только частоту и амплитуду, но и спектр колебаний.

Принцип работы

По принципу действия датчика детекторы делятся на:

• оптический;
• пьезоэлектрический;
• трибоэлектрический.

Оптические противоугонные датчики вибрации работают на эффекте Доплера. Устройство имеет лазерный излучатель и приемник.

Принцип работы вибрационного извещателя

Луч направлен на защищаемый объект, а отраженный сигнал принимается приемником.

При возникновении колебаний длина волны принимаемого излучения изменяется, что фиксируется прибором. Прибор отличается высокой точностью, но стоит довольно дорого.

Волоконно-оптические кабели — это разновидность оптических детекторов вибрации. Их прокладывают по обширным охраняемым территориям протяженностью до 2 км.

Луч, проходящий через стеклянный сердечник, реагирует на любую вибрацию, которая изменяет считывание выходного сигнала. Оптоволокно используется в качестве вибрационного кабеля для защиты периметра.

Пьезоэлектрический чувствительный элемент реагирует на деформацию. Он застегивается на эластичные подтяжки.

Когда он вибрирует через них, происходит удар по датчику, который генерирует электрический заряд. Следовательно, он напрямую связан с защищаемым объектом.

Когда возникают вибрации, пьезоэлектрический преобразователь вырабатывает электрический ток, пропорциональный вибрациям.

Он обрабатывается ПКП, при превышении пороговых значений генерируется тревога. Устройства этого типа намного дешевле оптических детекторов.

Схема подключения датчика вибробезопасности

Трибоэлектрические датчики вибрации используют способность кабеля генерировать электрический ток, когда провод и оболочка трутся друг о друга.

Деформация датчика из-за вибрации или прикосновения вызывает генерацию электрического тока, который фиксируется модулем обработки информации.

Он используется для защиты поверхностей забора длиной до 500 м и называется вибрационным кабелем для защиты периметра участка.

Пьезоэлектрический датчик: описание, ускорение, принцип работы и особенности

Для получения данных о температуре или давлении атмосферы используются специальные датчики пьезоэлектрического типа. К основным параметрам устройств относят не только рабочую частоту, но также проводимость и сопротивление. Стандартная версия состоит из мембраны, окруженной кварцевыми пластинами. Корпус в основном состоит из металлических дисков. Для подключения к измерительному оборудованию используются кабели, подключенные к упорному подшипнику.

Принцип работы элемента

Существуют различные пьезоэлектрические датчики. Принцип работы элементов основан на изменении емкости мембраны. Кварцевые пластины в этом случае играют роль проводников. В моделях для преобразования частоты используется экранированная пластина. Сигнал на диафрагму передается через упорный подшипник. Разницу сливов фиксируют в измерительных приборах. Данные могут обрабатываться и сохраняться через терминалы на датчиках.

Датчики силы, давления, вибрации и ускорения различаются по назначению. Также есть модификации для измерения температуры. Другое разделение изменений происходит по частоте. Модели до 3 Гц компактны. Модификации с высокой проводимостью способны работать в условиях повышенной влажности.

Датчики силы

Пьезоэлектрические датчики силы в последнее время активно участвуют в лабораторных исследованиях. Они отличаются повышенной точностью и хорошей проводимостью. Однако важно отметить, что рабочая частота в этом случае составляет 4 Гц.

Многие изменения внесены в обычные контактные диафрагмы. Также стоит отметить, что в магазинах есть проводные устройства с кварцевыми пластинами. Индекс проводимости этих датчиков составляет около 5 мкм. Многие модификации разрешены к использованию в условиях повышенной влажности. Емкость проводника в этом случае составляет 55 пФ. Нет моделей датчиков этого типа.

Датчики давления

Пьезоэлектрические датчики давления изготавливаются с различными типами мембран. Если верить отзывам специалистов, самыми популярными приборами считаются контактные элементы, у них показатель проводимости составляет 8 мкм. В этом случае максимальная рабочая частота достигает 5 Гц.Контактные диафрагмы для датчиков встречаются довольно редко. Кварцевые пластины устанавливаются через тросы. Емкость проводника в среднем составляет 120 пФ.

Особого внимания при модификации заслуживают компактные сайлентблоки. Как правило, они экранированного типа. Для измерительной техники отлично подходят датчики этого типа. Чаще всего их подключают к осциллографам. Колодки модификации переходные. Некоторые модели могут похвастаться высокой точностью измерения.

Особенности датчиков температуры

Пьезоэлектрические датчики температуры работают на модулях с низким сопротивлением. Если верить отзывам специалистов, мембраны используются в основном контактного типа, а переходники к ним используются с низкой проводимостью. Кварцевые пластины способны работать в условиях повышенной влажности. Если говорить о недостатках, важно отметить, что модели в основном выпускаются без упорных подшипников. Вместо этого на мембраны устанавливаются специальные изоляционные пленки. Диэлектрическая проницаемость составляет около 50 %.

Датчики ускорения

Пьезоэлектрические датчики ускорения часто используются в промышленности. Выходы моделей соединены мембранами. Некоторые устройства сделаны специально для приводных устройств. В этом случае мембраны устанавливаются контактного типа. Также стоит отметить, что в магазинах представлены элементы, работающие на глянцевых пластинах.

Подножки в основном используются в компактных размерах. Утеплитель моделей качественный. Металлические покрытия встречаются довольно редко. Также следует отметить, что существуют устройства, способные работать на частоте 3 Гц, у которых показатель проводимости, как правило, не превышает 44 мкм. Емкость проводника для моделей этого типа составляет порядка 40 пФ.

Элементы серии VM-6360

Датчики представленной серии способны очень быстро определять температуру окружающей среды. Если верить мнению специалистов, проводимость у них довольно высока. Из недостатков стоит отметить низкое сопротивление на выводах. Кроме того, специалисты часто указывают модуль, работающий на частоте 3 Гц, поэтому точность измерения изменения не очень высока. В этом случае используется только одна мембрана. Выводы к нему подключены через подпятник. Если верить мнению экспертов, проблемы с модуляцией этого сенсора не страшны. Кварцевые пластины надежно установлены.

Особенности датчиков Arduino

Arduino — пьезоэлектрический датчик вибрации, способный работать в различных климатических условиях. В элементе всего одна мембрана. В этом случае плиты устанавливаются с помощью двух проставок. По мнению специалистов, проводимость у них довольно высокая. Диэлектрическая проницаемость пластин 55 мкм.

Многие специалисты утверждают, что датчик обладает высокой точностью измерения. Если говорить о недостатках, то специалисты указывают на низкий параметр сопротивления в мембране. Из-за этого возникают проблемы с передачей сигнала. Потеря заряда не является проблемой для этого датчика. Рабочая частота поддерживается на уровне 5 Гц.

Описание элементов серии Master 300 CT

Указанный пьезоэлектрический датчик необходим для точного определения давления. Модуль в системе волнового типа. Многие специалисты утверждают, что модель можно использовать в среде с влажностью не более 55%. Диск для редактирования — сферический.

Также стоит отметить, что рабочая температура элемента составляет максимум 45 градусов. Подкладка для ступни обладает высокой проводимостью. В то же время у него есть проблемы с проницаемостью. Подключение к измерительным приборам осуществляется через два выхода.

Элементы серии Master 330 CT

Это высококачественные пьезоэлектрические датчики с высокой точностью. Принцип работы элемента основан на изменении разрядности. Специалисты считают, что модификация имеет качественный проводной вывод. Мембрана в этом случае используется с кварцевыми пластинами.

Диэлектрическая проницаемость составляет около 3%. Минимальная частота поддерживается на уровне 3 Гц.Системы защиты для этого датчика нет, но предусмотрена изоляция. Также стоит отметить, что у модификации всего одно покрытие — медь.

Особенности датчиков Master 350 CT

Указанный пьезоэлектрический датчик предназначен для определения температуры в агрессивных жидкостях. Многие специалисты указывают на высокий параметр выходного сопротивления. В этом случае модуль контактного типа, а его изоляция — третьего класса. Всего в устройстве две кварцевые пластины. Их индекс проводимости составляет 4 мкм. Рабочая частота обычно составляет 3 Гц, у данной модификации нет сферической пятки. Емкость полупроводника 40 пФ.

Описание элементов серии Master 380 CT

Этот пьезоэлектрический датчик отличается быстрой передачей положительного потенциала. Также стоит отметить, что в шаблоне используется только одна форма типа контакта. Многие специалисты утверждают, что модель можно использовать в условиях повышенной влажности. Однако у датчика есть и недостатки. В первую очередь стоит упомянуть низкую диэлектрическую проницаемость. Проблемы с выносливостью встречаются редко.

Колодка не может работать на частоте 3 Гц.Система защиты для модификации производитель не предусматривает, утеплитель установлен второго класса. Подключение к измерительному прибору осуществляется через два выхода. Сферическая бусина способна работать на частоте 5 Гц.Передача отрицательного потенциала не занимает много времени.

Элементы серии MLH200

Этот пьезоэлектрический датчик способен быстро измерять давление окружающей среды. Если говорить о характеристиках модификации, важно отметить хороший параметр выходного сопротивления. Диэлектрическая проницаемость элемента составляет всего 40%. Сферический валик устанавливается вместе с контактной мембраной.

Также стоит отметить, что модель способна быстро передать положительный потенциал. Модификация не имеет системы защиты и утеплитель третьего класса. Подключение к измерительным приборам может осуществляться через два выхода. Гильза модификации соединена с кварцевыми пластинами. Также стоит отметить, что емкость полупроводников составляет 30 пФ.

Особенности датчиков MLH220

Указанный пьезоэлектрический датчик вибрации изготовлен с двумя контактными мембранами. В этом случае используются кварцевые пластины с повышенной проницаемостью. Рабочая частота модификации находится на уровне 4 Гц, по оценкам специалистов, корпус способен выдерживать большие нагрузки. Также стоит отметить, что сопротивление на выходных контактах составляет около 30 Ом. К сожалению, система защиты элементов не предусмотрена.

Однако утеплитель — первоклассный от производителя. Экранированный рукав в этом случае крепится к мембране. Многие специалисты утверждают, что модель способна похвастаться быстрой передачей положительного потенциала. Также стоит отметить, что в модели есть специальный модуль, отвечающий за проводимость сигнала. Емкость проводника 50 мкм. В этом случае диэлектрическая проницаемость элемента составляет не менее 60%. Потеря заряда представленному сенсору не страшна.

Описание элементов серии MLH255

Этот датчик (пьезоэлектрический, искробезопасный) изготовлен с переходной мембраной, которая имеет очень высокий параметр отрицательного сопротивления. При повышенной влажности проблемы возникают редко, а утеплитель — третий класс. Всего в датчике три кварцевые пластины.

Также стоит отметить хорошую выходную проводимость модели. Металлические прокладки под мембрану производителем не поставляются. Особого внимания заслуживает качественный проводник, емкость которого составляет 4 пФ. Элемент не имеет системы защиты. В этом случае скорость передачи отрицательного потенциала оставляет желать лучшего.

Элементы серии MLH265

Датчик представленной серии выпускается с двумя мембранами, проводимость которых составляет 4 мкм. Кварцевые проводники могут работать при влажности 55%. В этом случае рабочая температура составляет максимум 40 градусов. Этот датчик не имеет системы защиты, а изоляция второго класса. Минимальная частота элемента поддерживается на уровне 5 Гц.

Замечания касающиеся эксплуатации

Один из способов крепления датчика — под холодную сварку:

Если с размещением сигнализации периметра все просто — на поверхности необходимо закрепить достаточно чувствительный провод, для которого требуется контроль — то есть нюансы для своевременной сигнализации. Например, чтобы полностью обеспечить безопасность помещения, датчик вибрации ограниченного диапазона устанавливается только в сочетании с другими аналогичными, так что их зоны обнаружения частично перекрывают друг друга.

Кроме того, особое внимание уделяется местам наиболее вероятного проникновения: двери, окна, потолки, витрины. Кроме того, в каждом конкретном случае датчик вибрации размещается в точках проблемных участков конструкций. Например, на окнах рама с большей вероятностью сломается в части, близкой к механизму открывания или его петлям, для дверей замок и пространство вокруг него являются слабым звеном.

Вибрационный датчик уровня жидкости: решаемые задачи

Возможности датчика вибрации для контроля уровня жидкости позволяют решать широкий спектр задач при производстве и хранении жидких продуктов, в том числе:

• защита емкости от переполнения или опорожнения,
• сигнализация высокого и / или низкого уровня жидкости,
• предотвращение «сухого» хода насоса.

Сравнительный анализ различных типов ВСО

Для сравнительного анализа надежности сигнализации типов вибрации СО в экстремальных условиях эксплуатации использовался метод экспертных оценок. В состав экспертной группы вошли 12 человек, из которых 2 доктора технических наук и 4 кандидата технических наук. По результатам их работы в таблицах 1, 2 приведены средние качественные оценки достоверности отчетности по видам вибрации СО на по 5-балльной шкале: «0» — прибор не работает; «1» — неудовлетворительно; «2» — удовлетворительно, «3» — хорошо; «4» — отлично.

Таблица 1. Сравнительная надежность отчетов устройств обнаружения вибрации, установленных на существующих заграждениях
Таблица 2. Достоверность сравнительной отчетности обнаружения вибраций означает, что они образуют сигнальные барьеры

Сравнение таблиц 1 и 2 показывает значительный выигрыш в помехозащищенности «прозрачных» ГУН, образующих свою ЗЗ, по сравнению с традиционными при воздействии:

1. сильный, сильный, штормовой ветер (значительно меньше ветров ограды), ливень, пыль и метель;
2. средние и даже крупные животные, обладающие (и использующие) способность быстро «пролезать» по проволоке забора, что для человека невозможно.

Из ГАС, образующих собственные СЗ, по совокупности характеристик выделяют два типа:

1. натяжная нить;
2. вибромагнитометрический.

Первые обладают очень высокой электромагнитной совместимостью и, в целом, исключительной устойчивостью к сильным и ураганным ветрам. Производитель (компания Magal, Израиль-США) отмечает это преимущество, гарантируя среднее время до ложных срабатываний в течение шести месяцев для стандартного участка периметра длиной 500 м. Однако диапазон рабочих температур ограничен (не ниже -40 oС), инструмент не работает в глубоком снегу, при обледенении опор, в условиях выхода талой воды на нижние тензодатчики и т.д.

Какой датчик выбрать

Прежде чем приступить к изучению параметров, необходимо учесть:

• Какой принцип будет использован. Кинематика: измерения производятся в то время, когда исследуемый объект находится в состоянии покоя. Динамический: объект должен находиться в состоянии искусственного движения. Обеспечивают абсолютную производительность.
• Метод измерения. Контакт или нет контакта. Контактные датчики имеют довольно простую конструкцию, удобны в использовании и имеют точное местоположение на рассматриваемом объекте. Но они не могут быть установлены на всех устройствах, поэтому область применения довольно узкая. Они подвержены различным видам механических повреждений, экстремальным температурам и другим атмосферным явлениям, влияющим на работу, приводящим к сбоям в работе и поломкам.

Кабель может мешать вращающимся частям объекта. При выборе необходимо учитывать массу, чтобы информация была достоверной. На точность также могут отрицательно повлиять слабый уровень импульса, собственный шум и звуковые помехи, необходимость периодической калибровки. Бесконтактные устройства особенно удобны при использовании в местах, где прямой физический контакт неудобен или неприемлем. Они меньше подвержены механическим воздействиям, инерционным процессам, которые влияют на качество показателей.

Они позволяют получать информацию на разных расстояниях, в любых атмосферных и температурных условиях, в состоянии движения или покоя, от химически агрессивных и взрывоопасных объектов, а также от находящихся в труднодоступных местах. С их помощью можно изучать предметы любой массы, формы и размера.

Устройство средств измерения вибрации

Основными элементами виброизмерительных приборов являются: датчики вибрации, фильтры, преобразователи сигналов. Датчик вибрации преобразует механические колебания в электрический сигнал. Фильтрует отдельные компоненты сигнала в необходимом диапазоне частот. Преобразователи сигналов: детектор для оценки амплитуды выбранных компонентов; сумматор — для вычисления среднеквадратичного значения сигнала; интегратор — для преобразования сигнала виброускорения в скорость вибрации или скорости вибрации в виброперемещение.

ВИДЫ, ТИПЫ И УСТРОЙСТВО

Теперь о вариантах.

Бывают устройства моноблочные, то есть чувствительный элемент и блок обработки сигналов (БОС) объединены в одном корпусе. Это функционально законченное устройство, которое подключается непосредственно к цепи аварийной сигнализации и через нее к устройству безопасности.

Примеры:

• Whoosh-2;
• Ударить;
• Астра-624.

Мультиблочные версии (Шорох-2-10) включают в себя блок обработки сигналов, к которому подключаются до 10 датчиков вибрации.

При блокировании больших площадей это дает некоторую экономию средств. Один такой комплект стоит около 9000 рублей, а 10 датчиков Шорох2 — 12000 рублей.

Все рассмотренные изделия питаются от отдельного блока, и при размыкании контактов реле срабатывает тревога.

Есть шоу, которое питается поездом (Шорох-1), даже если он стоит нереальных 16000 рублей.

Комбинированные извещатели специально изготовлены для защиты сейфов и банкоматов:

• Шорох-3 — датчик вибрации + наклона;
• Шорох-3 исп.В — вибрация + изменение положения + датчик газа.

Последнее актуально применительно к наиболее частым случаям вскрытия банкомата заправкой газовой смесью и последующего ее воспламенения (взрыва). Если используется газоанализатор, попытку кражи можно обнаружить немного раньше.

Но природа таких нарушений мимолетна, поэтому эффективность такого решения определяется своевременностью реакции группы закрытия централизованного центра безопасности (ARC).

Имеются вибрационные извещатели для работы в системах адресной сигнализации (производство С2000-В «Болид»).

Поэтому при желании всегда можно выбрать лучший вариант защиты здания и других конструкций от описанных воздействий.

Плюсы и минусы

Виброзащитные устройства обладают следующими положительными качествами:

1. Вызвано попытками несанкционированного доступа. Остальные типы устройств реагируют только на факт взлома.
2. Возможность использования 1 датчика для наблюдения за большой площадью. Использование пустотелых элементов позволяет разместить меньшее количество техники на единицу площади.
3. Экономьте деньги при организации безопасности. Это преимущество очевидно при использовании аналоговых систем.
4. Возможность скрытой установки.
5. Определение не только кражи со взломом, но и попыток обхода окружающих построек.
6. Высокая чувствительность, устойчивость к сторонним сигналам.

Детекторы обладают высокой технологичностью и невысокой стоимостью.

Вибросигнал не имеет особых недостатков. Отрицательные качества определяются дизайном некоторых моделей.

Способы крепления вибрационных датчиков

Возможны следующие способы монтажа датчиков вибрации (рисунок 82):

• со шпилькой;
• клеевые швы, в том числе фиксация пчелиным воском;
• использование промежуточных элементов;
• с помощью магнитов;
• с помощью щупа.

Способы крепления датчиков вибрации

предпочтительно закрепление булавками на гладкой ровной поверхности. Место измерения готовится заранее (рисунок 83). Просверливается отверстие, нарезается резьба, поверхность шлифуется. В этом случае выполняются следующие требования:

• глубина резьбового отверстия должна быть достаточной, чтобы штифт не упирался в дно отверстия в основании датчика;
• шероховатость поверхности не более 1,6… 0,25 Rz;
• неперпендикулярность оси резьбового соединения к плоскости крепления преобразователя не более 0,02%;
• неровность крепежной поверхности 0,01%;
• крутящий момент при подключении датчика к штырю M4… M8 1,7… 2 Нм.

Требования к месту установки датчика с помощью штифта

Поверхность предмета должна быть ровной и чистой. На рабочую поверхность датчика наносится слой смазки, который увеличивает жесткость механического соединения датчика и измеряемого объекта и создает хороший контакт между поверхностями.

На рисунке 84 показана частотная характеристика пьезоэлектрического преобразователя, закрепленного стальным стержнем на гладкой поверхности объекта. В этом случае резонансная частота пьезоэлектрического датчика практически совпадает с резонансной частотой, полученной при калибровке производителем (около 33 кГц).

Амплитудно-частотная характеристика вибрационного датчика при креплении с помощью стальной шпильки

Недостатки: время на установку датчика и сантехнические работы.

Альтернативный метод подключения пьезоэлектрических датчиков — прикрепить их к тонкому слою пчелиного воска с помощью клея, цемента и т.д. Резонансная частота немного снижается (рисунок 85). Такой способ крепления применим при комнатной температуре поверхности объекта и с небольшой амплитудой колебаний.

Амплитудно-частотная характеристика вибрационного датчика при креплении с помощью пчелиного воска

Недостатками этого способа крепления являются размягчение воска или клея при повышении температуры (допустимая температура + 35… 40 ° C) и ненадежное крепление массивных датчиков, особенно в направлении измерения, отличном от вертикального. Установка датчика с пчелиным воском на гладкую чистую поверхность при измерении вибрации в вертикальном направлении может считаться приемлемой для датчиков массой не более 20 г с амплитудами виброускорений до 100 м / с2.

Использование промежуточных элементов — пластин, дисков приводит к искажению воспринимаемого сигнала на высоких уровнях из-за механической фильтрации и снижению резонансной частоты из-за повышенной податливости системы.

В случаях, когда необходимо обеспечить прочную фиксацию акселерометра без нарушения поверхности объекта резьбовыми отверстиями, используются специальные штифты, закрепленные на плоском диске (промежуточных элементах), закрепленном твердым клеем или бетоном. В качестве клея рекомендуются эпоксидные смолы и цианоакрилатные клеи. Изолированный штифт и слюдяная шайба используются там, где требуется электрическая изоляция акселерометра от объекта.

Самый популярный способ крепления датчиков на гладкой поверхности объекта с помощью постоянного магнита. В этом случае статическая сила сцепления магнита с измерительной поверхностью в значительной степени влияет на диапазон измерения. Это приводит к необходимости использования неодимовых магнитов с усилием 30… 50 Н. Требования к обработке поверхности такие же, как и к соединению с помощью шпильки. Установка с помощью магнита (рисунок 86) уменьшает диапазон измеряемых частот до 5000 Гц, резонансная частота в этом случае уменьшается примерно до 7… 15 кГц и зависит от типа магнита.

Амплитудно-частотная характеристика датчика вибрации при подключении к магниту

Измерение вибрации с помощью щупа сокращает высокочастотный диапазон (Рисунок 87) до 1000 Гц.Угол между осью измерения датчика вибрации и направлением измерения не должен превышать 25°.

Амплитудно-частотная характеристика вибрационного датчика при креплении с помощью щупа

Во время измерений измерительный кабель не должен подвергаться сильным вибрациям и должен быть удален (насколько это возможно) от источников сильных электромагнитных полей.

Производители и модели

Geoquip

Geoquip — крупный британский производитель интегрированных систем безопасности периметра. Ассортимент продукции компании ориентирован на создание систем видеонаблюдения, регистрирующих вибросигналы попыток вторжения.

GEOQUIP GD5000-1E	GEOQUIP GD5000-2E	GEOQUIP GCMMB-4
Деловое свидание, встреча
Защита периметральных заборов	Защита периметральных заборов	Защита периметральных заборов
Тип чувствительного элемента
трибоэлектрический «альфа-кабель	трибоэлектрический «альфа-кабель	трибоэлектрический «альфа-кабель
Количество зон, контролируемых одновременно
1 зона длиной до 300 метров	2 зоны длиной до 300 метров каждая	4 зоны длиной до 300 метров каждая
Методика адаптации системы к параметрам защищаемой конструкции
Электронные фильтры	Электронные фильтры	Автоматическая настройка

GEOQUIP GD5000-1E и GEOQUIP GD5000-2E — это системы для сбора и обработки аналогового сигнала от трибоэлектрического чувствительного элемента с использованием частотных фильтров для адаптации к проектным характеристикам и условиям окружающей среды.

GEOQUIP GCMMB-4 — это система цифровой обработки данных от трибоэлектрического чувствительного элемента, которая включает взаимодействие с сетями TCP / IP и компьютером.

Bosch Security Systems

Bosch Security Systems — структурное подразделение немецкой компании Robert Bosch GmbH, одного из ведущих мировых поставщиков промышленных, автомобильных и потребительских товаров, предлагающей продукты для беспроводного видеонаблюдения и безопасности.

ISN-SM-50	ISN-SM-80	ISP SM 90-120
Деловое свидание, встреча
Универсальный	Универсальный	Универсальный
Тип чувствительного элемента
Пьезоэлектрический	Пьезоэлектрический	Пьезоэлектрический
Количество зон, контролируемых одновременно
1	1	1
Зона обнаружения
50 тонн.	80 тонн.	90-120 тонн.
Методика адаптации системы к параметрам защищаемой конструкции
Полуавтоматический	Полуавтоматический	Полуавтоматический

Описанные модели представляют собой однопозиционные микропроцессорные устройства, которые позиционируются как средство защиты широкого спектра конструкций.

ISP SM 90-120 — это адресный извещатель, что означает возможность организации безопасности с высокой точностью определения местоположения попытки вторжения и / или подключения устройства (устройств) к адресным панелям управления объектами безопасности.

OPTEX

OPTEX — японская компания, которая разрабатывает и производит звуковые извещатели, охранные и пожарные извещатели, в том числе вибрационные.

ВИБРО	FD-342	FD-525
Деловое свидание, встреча
Защита дверей и окон	Защита периметральных заборов	Защита периметральных заборов
Тип чувствительного элемента
Пьезоэлектрический	Опто-волоконный кабель	Опто-волоконный кабель
Количество зон, контролируемых одновременно
1 зона	2 зоны длиной до 2000 метров каждая	25 зон длиной до 800 метров каждая
Методика адаптации системы к параметрам защищаемой конструкции
Автомобиль	Полуавтоматический	Полуавтоматический

Представленные модели отличаются высокой точностью и чувствительностью, обработка сигналов осуществляется микропроцессорным блоком обработки сигналов.

Модель VIBRO предназначена для установки на двери и окна, регулировка происходит благодаря самообучающейся системе, что максимально упрощает установку и эксплуатацию.

FD-342 и FD-525 имеют гибкую систему настройки, состоящую из 25 параметров. Предназначенные для защиты важных государственных и промышленных объектов, они позволяют размещать блок обработки сигналов на расстоянии 12 (FD-525) -20 (FD-342) километров от защищаемого сооружения.

Устройство и принцип работы вибрационного уровнемера

Вибрационные датчики уровня — это простое и универсальное решение для подачи сигнала тревоги при достижении верхнего или нижнего предела уровня жидкости в резервуаре. Следует отметить, что вибрационный индикатор уровня не является индикатором уровня в прямом смысле этих слов, это скорее устройство сигнализации уровня. Взять, к примеру, аппараты серии СКАТ-5. Его модификации предназначены как для сыпучих, так и для жидких материалов.

Таким образом, датчики уровня вибрации работают как камертон (и выглядят они практически одинаково) — здесь пьезоэлектрический кристалл возбуждает колебательные движения внешней вилки определенной частоты. Частота вибрации вилки изменяется при погружении в контролируемую среду. Это изменение зависит от свойств самой среды, а частота колебаний обратно пропорциональна плотности этой среды.

Тем самым значение частоты вибрации изменяется в зависимости от того, погружена вилка в измеряемую среду или нет. Для датчика, используемого для жидкостей, измеряется частота вибрации, а для датчиков массы измеряется амплитуда. Эти параметры регистрируются встроенным приемником и затем отправляются в усилитель. Изменения собственной частоты колебаний вилки отслеживаются устройством, и в случае отклонений выдается предупреждающий сигнал о достижении нижнего или верхнего предельного уровня.

Здесь следует отдельно отметить, что, поскольку для сыпучих и жидких сред используются разные измеряемые параметры, реле уровня могут быть разных модификаций. Так, например, СКАТ-5-С используется для измерения уровня сыпучих продуктов, а СКАТ-5-Ж предназначен для жидкостей.

Сигнализаторы уровня СКАТ-5-С для сыпучих материалов

Читайте также: Программирование ESP32 в Arduino IDE: проекты и схема распиновки