Измерительное оборудование Осциллографы, мультиметры, анализаторы и другая измерительная техника необходимая каждому разработчику. |
16.04.2012, 16:59
|
|
Частый гость
Регистрация: 03.10.2010
Адрес: Москва, СВАО
Сообщений: 12
Сказал спасибо: 20
Сказали Спасибо 2 раз(а) в 2 сообщении(ях)
|
Измерение гидравлического шума
Добрый день.
Обращаюсь с просьбой консультации и помощи.
Есть научная цель - измерить спектральный шум в замкнутой гидравлической системе (насос1 - нагрентательный патрубок - гидродинамический резонатор - патрубок - емкость -всасывающий патрубок - насос1).
вопросов по решению этой задачи несколько
1. Классически, для этой цели используются гидрофоны с анализатором спектра, гидрофоны погружаются в среду и проводятся измерения.
2. Это все хорошо, но у меня есть подозрения, что часть волнового спектра загасится в патрубке после резонатора, и хотелось бы снять волновой шум не только в емкости, но и с внешней поверхности резонатора. Корректно ли для этого сделать бассейнчик из пластилина, заполнить его водой, и в воде производить измерения (я пробовал - картина вырисовалась, но есть но, опишу далее).
3. Гидрофонами и анализатором спектра я полноценно не обладаю, в качестве альтернативы использую пьезодатчик самопальный в связке с внешней звуковой картой (Creative X-Fi HD) компа с ПО SpectraPLUS 5.0. Картинки получаются, но есть большое но - пьезодатчик некалиброванный, и этой картине не суждено будет попасть в научную работу, тк нужно связать частоту и силу воздействия на получаемый результат. Силу воздействия без калиброванного датчика невозможно оценить.
Недавно этот пьезодатчик сломался, а новый я получу не скоро.
Из этих пунктов прошу проконсультировать по:
А. Калиброванным гидрофонам. У фирмы Bruel&Kjaer (0.1Гц-160кГц, чувствительность 0.42пКл/Па) я узнал об их калиброванных гидрофонах, честно, нету у меня 4-5 тысяч евро на калиброванный гидрофон.
Реально ли приобрести калиброванный гидрофон (хотяб до 48килогерц восприятия в верхней границе) в Моксве не за такие бешенные деньги?
Б. Обязательно ли гидрофон? Есть ли другие способы записи звука в гидросреде с (извиняюсь, ведь можно в презерватив засунуть калиброванный микрофон и радоваться, боюсь токо калибровка слетит в хлам)?
В. Сделать преобразование децибел с датчика в физические величины (тоесть допустим взять 20кГц, АЧХ датчика там 0 дБ, снимаемая величина составляет -67дБ, вот интересен момент перевода этих -67дБ в физическую величину аля ватт/кв.метр или паскаль)?
Благодарю за внимание.
|
|
|
|
16.04.2012, 17:06
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 20.08.2010
Адрес: Днепр
Сообщений: 8,565
Сказал спасибо: 5,041
Сказали Спасибо 10,615 раз(а) в 3,604 сообщении(ях)
|
Re: Измерение гидравлического шума
Какой диапазон давлений в измеряемой гидравлической среде?
|
|
|
|
18.04.2012, 09:57
|
|
Частый гость
Регистрация: 03.10.2010
Адрес: Москва, СВАО
Сообщений: 12
Сказал спасибо: 20
Сказали Спасибо 2 раз(а) в 2 сообщении(ях)
|
Re: Измерение гидравлического шума
Alex9797, статическое - не больше атмосферного (емкость открытая, басейнчик воды тоже открытый). Пульсации - честно говоря не могу представить, не думаю, что выше 1, как максимум, 2х избыточных атмосфер
|
|
|
|
18.04.2012, 11:15
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 20.08.2010
Адрес: Днепр
Сообщений: 8,565
Сказал спасибо: 5,041
Сказали Спасибо 10,615 раз(а) в 3,604 сообщении(ях)
|
Re: Измерение гидравлического шума
Сообщение от ND-3500
|
Б. Обязательно ли гидрофон? Есть ли другие способы записи звука в гидросреде с (извиняюсь, ведь можно в презерватив засунуть калиброванный микрофон и радоваться, боюсь токо калибровка слетит в хлам)?
|
Если полоса частот не превышает нескольких килогерц, то можно попробовать датчики давления фирмы Моторола. Я ими пользовался, и очень доволен. Чувствительный элемент - мембрана, на ней расположен безгистерезисный тензомост. Поверхность мембраны защищена специальным гелем. Это позволяет заполнить полость водой, без риска повреждения или коррозии.
Удавалось регистрировать вибрации с частотой до 3 килогерц. Может, датчик смог бы отработать и более высокую частоту, но в нашей среде и три килогерца были редкостью.
Датчики давления бывают с внутренним усилителем, и без усилителя. С усилителем выходной сигнал однополярный, поэтому его удобно применять, если вибрации происходят на фоне постоянного давления. Впрочем, есть датчики абсолютного давления, MPX5100AP, у которых начальное значение выходного сигнала уже соответствует атмосферному давлению.
Для других условий больше подходят датчики без усилителя. Например, MPX2100DP, или MPX2200DP, с диапазонами 100кПа и 200кПа.
|
|
|
Сказали "Спасибо" Alex9797
|
|
|
18.04.2012, 12:12
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 28.02.2010
Сообщений: 2,297
Сказал спасибо: 53
Сказали Спасибо 461 раз(а) в 392 сообщении(ях)
|
Re: Измерение гидравлического шума
Кстати ,да ,MPX довольно приличны , до 2% погрешность и Response Time порядка 1 ms.
|
|
|
|
19.04.2012, 17:05
|
|
Частый гость
Регистрация: 03.10.2010
Адрес: Москва, СВАО
Сообщений: 12
Сказал спасибо: 20
Сказали Спасибо 2 раз(а) в 2 сообщении(ях)
|
Re: Измерение гидравлического шума
Сообщение от Alex9797
|
Удавалось регистрировать вибрации с частотой до 3 килогерц. Может, датчик смог бы отработать и более высокую частоту, но в нашей среде и три килогерца были редкостью.
|
А практически есть методика опробирования возможности использовать датчик на более высокие частоты? Я могу ошибатся, но мне кажется это должно как минимум быть связано с минимальным временем отклика...
Сообщение от Alex9797
|
Датчики давления бывают с внутренним усилителем, и без усилителя. С усилителем выходной сигнал однополярный, поэтому его удобно применять, если вибрации происходят на фоне постоянного давления. Впрочем, есть датчики абсолютного давления, MPX5100AP, у которых начальное значение выходного сигнала уже соответствует атмосферному давлению.
|
Я почитал про их серию 4ххх, 5ххх. В целом мне они очень понравились из-за калиброванного выходного напряжения, которое достаточно немаленькое, что позволяет использовать аппаратную обработку не с высокобешенной точностью и с сильными фильтрами наводок.
Сообщение от Alex9797
|
Для других условий больше подходят датчики без усилителя. Например, MPX2100DP, или MPX2200DP, с диапазонами 100кПа и 200кПа.
|
Я не очень понимаю, что это могут быть за условия, если честно...
В целом большое спасибо, это реально интересные датчики, которые позволяют напрямую сделать преобразования показаный датчика в физическую величину, осталось только 3 вещи понять
1. Какие диапазоны частот можно будет снять с него? На мой взгляд самый широкий будет у базисного эле мента относительного (у него будет точность больше из-за того что не надо работать в минимум 101кПа). Корпуса у них я глянул имеют трубку до чувствительного элемента - это будет точно искажать пульсацию мне кажется.
2. Они все снимали в воздухе, справедливо будет ли это в воде?...
3. Какую аппаратуру можно использовать для снятия и преобразования данных датчика?
PS. А тензорезисторные элементы и тензомост (в даташите кстати используется фраза silicon piezoresistive pressure sensor) - одно и тоже?
PSS. Извиняюсь за некомпетентность. Благодарю за внимание.
Последний раз редактировалось ND-3500; 19.04.2012 в 17:07.
Причина: немного не так высказал мысль
|
|
|
|
19.04.2012, 17:11
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 28.02.2010
Сообщений: 2,297
Сказал спасибо: 53
Сказали Спасибо 461 раз(а) в 392 сообщении(ях)
|
Re: Измерение гидравлического шума
Кстати , п.2 - именно меня смутил ,как в другой среде будет выглядеть? (я пользовал в газах,как гидравлика к этому отнесётся? (хотя теоретически- стоит мембрана ,газ не пропускает априори ,чем жидкость хуже?))
PS Насчёт,чем снимать- если с усилителем- там нормированный сигнал ,звуковая карточка(правда низкие частоты не возьмёт) , если тензодатчик- опорное на него ,выход опять-же на АЦП.
Последний раз редактировалось OlegNZH; 19.04.2012 в 17:23.
|
|
|
|
19.04.2012, 17:32
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 20.08.2010
Адрес: Днепр
Сообщений: 8,565
Сказал спасибо: 5,041
Сказали Спасибо 10,615 раз(а) в 3,604 сообщении(ях)
|
Re: Измерение гидравлического шума
Сообщение от ND-3500
|
Я не очень понимаю, что это могут быть за условия, если честно...
|
Я там указывал, что датчики с внутренним усилителем дают на выходе однополярный сигнал. Это означает, что они могут воспринимать давление или положительное, или отрицательное. А если пульсации давления "разнополярные", симметричные относительно атмосферного, то такие датчики смогут регистрировать только одну полуволну. Вот для таких условий и предпочтительнее использовать датчики без усилителей. Там тензомост. На него надо подать питание, и подать сигнал на внешний дифференциальный усилитель. И тогда получим полную картину происходящего.
Сообщение от ND-3500
|
Корпуса у них я глянул имеют трубку до чувствительного элемента - это будет точно искажать пульсацию мне кажется.
|
"Трубка" называется "порт". Есть датчики в бескорпусном исполнении. В их названии в конце нет буквы "P". Они имеют форму таблетки с выводами. С обеих сторон небольшие отверстия, для сообщения с внешним миром. Стенка корпуса в этих местах очень тонкая, и можно осторожно ее рассверлить, что значительно улучшит равномерность частотной характеристики.
Сообщение от ND-3500
|
2. Они все снимали в воздухе, справедливо будет ли это в воде?...
|
А я ведь не зря упоминал выше о том, что поверхность чувствительной мембраны покрыта защитным гелем, и что это дает возможность заполнить эту полость водой. В вашем случае это надо сделать обязательно, и тщательно, чтобы не оставалось пузырьков воздуха. Чтобы акустический контакт с жидкостью был максимальным. Тогда на достоверность измерений не будет влиять упругость воздушной прослойки.
Сообщение от ND-3500
|
PS. А тензорезисторные элементы и тензомост (в даташите кстати используется фраза silicon piezoresistive pressure sensor) - одно и тоже?
|
Почти. Тензомост состоит из тензорезистивных элементов. А упоминаемый пьезоэффект - это чудо, позволяющее избавиться от гистерезиса.
|
|
|
Эти 2 пользователя(ей) сказали Спасибо Alex9797 за это сообщение:
|
|
|
23.04.2012, 12:45
|
|
Частый гость
Регистрация: 03.10.2010
Адрес: Москва, СВАО
Сообщений: 12
Сказал спасибо: 20
Сказали Спасибо 2 раз(а) в 2 сообщении(ях)
|
Re: Измерение гидравлического шума
А ведь реально подключить эти мотороловские датчики к АЦП, для дальнейшей спектральной обработки?
Еще коечто я нашел. Порыскав в интернете, я наткнулся на фирму ZETLab и примерно прикинул конфигурацию установки, могли бы вы прокоментировать ее, по финансам получается конечно не за копейки, но во всяком случае, это будет дешевле чем у брюэликов.
Гидрофон ВС313 и ВС313R + коробка переходная+АЦП+комп (самопал или назаказ)+ПО (родное для АЦП и попробовать SpectraPLUS)
http://www.zetms.ru/catalog/vibrodat...hone/vs313.php
http://www.zetms.ru/catalog/vibrodat...ries/am313.php
http://zetms.ru/catalog/adc_dacs/adc_14_2.php.
Единственное что меня смущает - это не очень большой диапазон амплитуд давлений (хотя может это вполне нормально). и можно ли будет определить что столько то децибел - столько то паскалей (честно, я действительно профан в этой технике, а разбираться надо)
Догадка такая у меня по поводу этого процесса - если на гидрофон воздействовать большим давлением чем он воспринимает, он показывает свое максимальное количество, а из чувствительности определить нижнюю границу. На ПО подобрать настройки, чтоб максимум датчика = 0 децибелл, ну и загнав такие рамки можно ориентироваться в уровне воздействия уже переводя спокойно в физическую величину. После наложить ее поправку АЧХ.
|
|
|
|
Ваши права в разделе
|
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения
HTML код Выкл.
|
|
|
Часовой пояс GMT +4, время: 19:33.
|
|