Abstract

An important trend in the development of industry is the development of digital models of industrial facilities, the work of which is based on information coming from sensors. This allows you to optimize functionality, predict the technical condition of objects, which is especially important, for example, in the field of metallurgical production, where forced stops are accompanied by huge losses. The sensors themselves are also modeling objects, because they need to adapt to rigid production conditions in which their own shortcomings are manifested, while the correct introduction of corrections for environmental conditions, diagnostics and self-diagnostics, which are impossible without building various types of sensor models, is important. The purpose of the work is to deve¬lop a universal discrete model of an acoustic sensor suitable for receiving and emitting acoustic signals. Methods. The work used methods of classical mechanics and mathematics, vibration theory, generalized functions, distributed systems, and mathematical programming methods were used to provide calculations. Results. The main result is a universal discrete model of a sensor with a working element in the form of a round plate, which by choosing parameters can be transformed into a model of a unidirectional dynamic microphone with a flat membrane or a radiator with a focusing spherical element. It is shown that on the basis of the model it is possible to synthesize narrow-directional radiation diagrams and thereby obtain the necessary spatial selectivity and noise immunity of measurements. Conclusion. Calculations made using the proposed model correspond to the known results of acoustics. Verification of the discrete model using a natural sample showed a high accuracy in determining the resonant frequencies and forms of oscillation of the sensor.

Highlights

  • Введение Увеличение промышленного производства обеспечивается совершенствованием существующих и разработкой новых принципов организации и прогнозирования производства

  • An important trend in the development of industry is the development of digital models of industrial facilities, the work of which is based on information coming from sensors

  • The main result is a universal discrete model of a sensor with a working element in the form of a round plate, which by choosing parameters can be transformed into a model of a unidirectional dynamic microphone with a flat membrane or a radiator with a focusing spherical element

Read more

Summary

АКУСТИЧЕСКИЙ СЕНСОР ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Важной тенденцией развития промышленности является разработка цифровых моделей промышленных объектов, работа которых основана на информации, поступающей с сенсоров. При использовании в качестве активной поверхности сенсора внешней стороны пленочной мембраны, колебания которой описываются, как и уравнения струны, волновым уравнением (можно показать, что модель является также частным случаем модели колебаний пластины), можно воспользоваться результатами работ [7, 13]. The main lobe of the directional diagram and the form of vibrations of the radiating surface of the plate (lower half): a, b – forms with one nodal circle 1; c – a shape with two nodal circles 1 and 2 at a frequency of 10.764 kHz. Данные результаты получены на натурной модели сравнительно больших размеров, которая больше пригодна для создания мощных излучателей с целью, например, акустического зондирования объектов на больших пространствах, но модель найдена с использованием безразмерных комплексов (10) и поэтому может быть использована для приемников небольших размеров с пластинами и мембранами различного типа. Выводы Данная модель является основой для проектирования моделей излучателей и акустических приемников различного типа, так как обладает универсальной структурой и параметрами, выбор которых позволяет реализовать, например, формы колебаний, которые доступны сенсорам с переменной толщиной рабочей пластинки [22].

ACOUSTIC SENSOR FOR ASSESSING THE STATE OF PRODUCTION EQUIPMENT
FOR CITATION
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call