Дистанционная метеорологическая установка анеморумбометр М-63-М1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Глава 1. Анеморумбометр прибор для измерения параметров ветра

1.1 Общие сведения о анеморумбометре М-63М-1

1.2 Датчик скорости и направления ветра

1.3 Измерительный пульт

1.4 Блок питания

Глава 2. Последовательность нахождения неисправностей и способы их устранения

2.1 Метод нахождения неисправностей

2.2 Способ определения неисправностей

2.3 Неисправности по прибору и их устранение

Глава 3. Техника безопасности при монтаже и эксплуатации анеморумбометра М-63М-1

3.1 Техника безопасности при монтаже

3.2 Техника безопасности при эксплуатации

3.3 Техника безопасности при электрических работах

Заключение

Список источников литературы



Введение

В этой работе будет рассмотрен прибор анеморумбометр М-63М-1, он предназначен для измерения параметров ветра направления и скорости ветра среднею, максимальную и мгновенную. Принцип работы прибора состоит в преобразование параметров ветра в электрические импульсы. Актуальность темы является рассмотреть все его свойства и на чём основан принцип работы, это поможет проанализировать все его неисправности, методы нахождения и способы их устранения. Это поможет избегать погрешностей при измерении параметров ветра и направления ветра, что позволит давать более точные данные разным отраслям.

Объектом исследования является дистанционная метеорологическая установка анеморумбометр М-63-М1

Цель данной работы: проанализировать возможные неисправности и их устранение, на основе знаний о приборе измеряющем параметры ветра анеморумбометр М-63-М1.

Для поставленной цели решаются следующие задачи:

- изучение конструкции и принципа работы анеморумбометра М-63-М1

- изучение методов и способов нахождения неисправностей

- исследование неисправностей на примере анеморумбометра М-63-М1



Глава 1. Анеморумбометр - прибор для измерения параметров ветра

1.1 Общие сведения о анеморумбометре М-63М1

Анеморумбометр М-63М1 предназначен для дистанционных измерений скорости ветра в пределах 1,5--60 м/с (погрешность измерения ±(0,5+0,05V) м/с, где V -- измеренное значение скорости ветра), максимального значения скорости ветра в пределах 3--60 м/с (погрешность измерения не более ±(1,0+0.05V) м/с) средней скорости ветра за десятиминутный интервал в пределах 1--40 м/с (погрешность измерения не более ±(0,5+0,05V) м/с, где V -- измеренное значение средней скорости ветра) и направления ветра в пределах 0--360° (погрешность измерения не более ±10°).

Порог чувствительности прибора по скорости ветра не более 0,6 м/с. Источником питания являются сетевой выпрямитель и батарея аккумуляторов с напряжением 12В, включенных в буферном режиме; от выпрямителя происходит подзаряд аккумуляторов.

Рис. 1.1 Анеморумбометр М-63М

Прибор М-63М-1 (рис. 1.1) состоит из трех блоков: датчика скорости и направления ветра, измерительного пульта и блока питания. Датчик соединяется с измерительным пультом семижильным кабелем. Датчик и пульт могут быть удалены друг от друга на расстояние до 5 км. Измерительный пульт соединяется с блоком питания небольшим отрезком кабеля (3м). Блок питания подключается к сети переменного тока с помощью шнура с вилкой.

Принцип работы прибора состоит в преобразовании скорости и направления ветра в электрические импульсы, по частоте следования и фазовому сдвигу которых определяются параметры ветра. Сигналы преобразования частоты и фазового сдвига импульсов поступают на электроизмерительные показывающие приборы.

Датчики скорости и направления ветра выполнены в виде одного блока. (Чувствительными элементами являются четырехлопастный винт и флюгарка). В качестве промежуточных преобразователей используются три бесконтактных устройства, так называемые импульсаторы, которые преобразуют вращение винта и флюгарки в серии импульсов напряжения.

Один из трех импульсаторов управляется только вращением вала четырехлопастного винта, при этом частота следования импульсов, вырабатываемых этим импульсатором, соответствует скорости ветра и принимается за опорную серию (ОП).

Второй и третий импульсаторы (основной серии -- ОС и сдвинутой серии -- СС) управляются как валом винта, так и флюгаркой. Серия импульсов, вырабатываемых одним из этих импульсаторов, имеет фазовый сдвиг относительно опорной серии, который несет информацию о направлении ветра.

При нулевом положении флюгарки (ориентированной на северное направление ветра) импульсы, создаваемые импульсаторами опорной и основной серий, совпадают по фазе. Чем больше угол отклонения флюгарки от нулевого положения, тем больше сдвиг фаз между импульсами опорной и основной серией. С датчика импульсы поступают в измерительный пульт, в котором размещаются оконечные преобразователи и показывающие приборы (рис. 1.2). Средняя скорость ветра определяется как результат счета числа импульсов за 10-минутный интервал времени, которые через масштабный делитель частоты (МДЧ) подаются на счетчик. Время измерения (10 мин) задается часовым механизмом. Текущая (мгновенная) скорость ветра определяется по значению тока на выходе частотомера, пропорциональному частоте вырабатываемых датчиком (ОС и СС) импульсов. Преобразование частоты в ток производится частотомером, на выходе которого включен миллиамперметр Р1.

Максимальная скорость запоминается механическим устройством, фиксирующим наибольшее отклонение стрелки указателя скорости за период измерения.

Направление ветра определяется по среднему значению тока, пропорциональному величине фазового сдвига между импульсами опорной и основной или опорной и сдвинутой серий.

Преобразование фазового сдвига в ток осуществляется фазометром, на выходе которого включен микроамперметр Р2.

Рис. 1.2 Структурная схема анеморумбометра М-63М-1

1.2 Датчик скорости и направления ветра

Как было указано ранее, преобразование параметров ветра в электрические величины осуществляется с помощью импульсаторов, состоящих из двух элементов: подвижного и неподвижного. Управление взаимодействием этих элементов осуществляется чувствительными элементами датчика; оно поясняется на (рис. 1.3.)

В датчике имеется неподвижная относительно земли стойка 1 с платформой. На платформе жестко закреплены неподвижные элементы импульсаторов опорной 13, основной 5 и сдвинутой 14 серий.

Подвижный элемент 12 опорного импульсатора установлен на оси 10, связанной с винтом датчика, а подвижный элемент 6 (общий для обоих измерительных импульсаторов -- основной и сдвинутой серий) установлен на конической шестерне 7, приводимой в движение шестерней 8. Если подвижный элемент опорного импульсатора может вращаться только от винта 9, то подвижный элемент измерительных импульсаторов может вращаться за счет двух независимых друг от друга движений, управляемых поворотом шестерни 8: во-первых, при вращении винта 9 и, во-вторых, при повороте шестерни 7 при вращении корпуса 2 флюгарки 11 относительно стойки 1.

При неподвижном корпусе винт 9 под действием ветра вращает ось 10, расположенную в подшипниках. Вместе с осью винта вращается жестко закрепленная на ней коническая шестерня 8 и подвижный элемент 12 импульсатора опорной серии (ОП). Шестерня 8 вращает шестерню 7 и закрепленный на ней подвижный элемент 6 измерительных импульсаторов. Так как число зубьев шестерен 7 и 8 одинаково, то при отсутствии вращения корпуса 2 относительно стойки 1 угол поворота (скорость вращения) шестерни 7 будет равен углу поворота (скорости вращения) шестерни 8, а следовательно, и углу поворота винта 9.

В нулевом положении флюгарки, соответствующем направлению на север, подвижные и неподвижные элементы импульсаторов опорной и основной серий совпадают, т. е. подвижный элемент 12 совпадает с неподвижным элементом 13, а подвижный элемент 6 совпадает с неподвижным элементом 5. В этом случае при вращении вертушки импульсы от импульсаторов ОП и ОС совпадают во времени, т. е. фазовый сдвиг между ними отсутствует.

Рис. 1.3 Принципиальная кинематическая схема датчика М-63М-1

Если же флюгарка повернется на некоторый угол от нулевого положения, то шестерня 7 и установленный на ней подвижный элемент 6 импульсатора ОС дополнительно повернутся также на некоторый угол. В этом случае совпадение подвижных и неподвижных элементов опорного и измерительного (ОС или СС) импульсаторов будет происходить с фазовым сдвигом, соответствующим этому углу.

С целью обеспечения измерения направления при переходе флюгарки через начало отсчета углов в датчике предусмотрен индикатор положения флюгарки, состоящий из двух магнии-тоуправдяемых контактных групп (3 и 15), неподвижно расположенных в точках 0 и 180°, и обегающего магнита 4, вращающегося вместе с флюгаркой.

В моменты, когда флюгарка занимает положение, близкое к 0 или 180°, происходит замыкание соответствующей контактной группы. В указанных положениях флюгарки в пульте анеморумбометра происходит автоматическое изменение начала отсчета углов: при замыкании группы вблизи 180° отсчет ведется относительно импульсов основной серии, а при замыкании группы, расположенной вблизи 0°, отсчет ведется относительно импульсов сдвинутой серии.

Последовательности импульсов имеют одинаковые средние значения частот, благодаря чему любая последовательность может быть использована для определения мгновенной и средней скорости ветра.

Для обеспечения работоспособности и необходимой точности датчика в нем имеются элементы для регулировки, выполняемой в соответствии с заводской инструкцией, приложенной к прибору.

Рис.1.4 Датчик анеморумбометра М-63М-1

1 -- четырехлопастный винт; 2, 39 -- гайки; 3 -- ось винта; 4 -- корпус; 5, 15 -- радиальные шарикоподшипники; 6 -- конические шестерни; 7 -- тройник; 8, 46-- ферритовые стержни; 9, 19, 25, 37, 47, 50, 51 -- винты; 10 -- медный колпачок; 12 -- флюгарка; 13, 14, 44 -- трансформаторы импульсаторов; 16 -- пустотелая вертикальная ось; 17 -- радиально-упорный шарикоподшипник; 18 -- ступица; 20 -- трубчатая стойка; 21 -- наружная труба; 22 -- контактная группа; 23 -- плавающий радиальный шарикоподшипник; 24 -- гайка регулировочная; 26 -- основание; 27 -- наконечник; 28 -- зажимный винт; 29 -- кольцо; 30 -- стопорный винт; 31 -- болт; 32 -- штепсельный разъем; 33 -- переходник; 34 -- ориентир; 35 -- переходная плата; 36 -- пробка; 38 -- втулка; 40 -- монтажная плата; 41 -- катушка трансформатора; 42 -- обойма; 43 -- ферритовый сердечник; 45 -- медный диск; 48 -- штифт; 49 -- магнит.

1.3 Измерительный пульт

Пульт М-63М-1 предназначен для обработки информации о параметрах ветрового потока, поступающей от датчика ветра. В пульт через разъем XI поступают все сигналы, формируемые датчиком. Через разъем Х2 на пульт с блока питания поступает напряжение 12 В постоянного тока для питания схемы пульта и датчика.

По функциональным признакам и принципу действия вторичных преобразователей электрическая схема пульта может быть представлена как три канала измерения: средней скорости ветра, мгновенной (текущей) скорости ветра, направления ветра. В приборе имеется также устройство для контроля точности измерительных каналов (схема контроля).

Канал средней скорости ветра. Средняя скорость ветра определяется как результат счета числа импульсов опорной серии, генерируемых датчиком за 10 мин.

Как следует из функциональной схемы (рис. 1.5.), импульсы опорной серии с датчика по кабелю поступают на вход инвертора, усиливаются и формируются, после чего через масштабный делитель частоты (МДЧ) поступают на вход счетчика (Сч). Счет импульсов происходит в течение периода, когда часовой механизм включен. Время измерения (10 мин) задается часовым механизмом (ЧМ).

Рис.1.5 Функциональная схема канала средней скорости ветра М-63М1

Электрическая схема канала средней скорости ветра состоит из:

а) масштабного делителя частоты (3-ДМ, 4-ДМ)

б) выходного инвертора на транзисторах 1-V7 и 1-V8, нагрузкой которых является обмотка счетчика (Сч). Вход этогоинвертора соединен с выходом последнего триггера 4-D3 масштабного делителя;

в) каскада установки коэффициента деления на транзисторе 1-V6 с цепью задержки 1-С7, 1-R20

г) часового механизма, обеспечивающего формирование 10-минутного интервала при измерении средней скорости ветра;

д) электромеханического счетчика средней скорости,

Процесс измерения средней скорости ветра происходит следующим образом. Поворотом ручки «средняя скорость» включается часовой механизм. При этом контакты микропереключателя S4, управляемые часовым механизмом, замыкаются и подают напряжение минус 12 В на элементы схемы канала сред ней скорости: импульсатор ОП, транзисторные инверторы 1-V3, 1-V6, 1-V7, масштабные делители 3-ДМ и 4-ДМ. Плюс источника питания (12 В) постоянно подключен к общей точке схемы. Напряжение -- 12 В от источника питания подается на микропереключатель S4 через разъем Х2 (конт. 6), по проводу 1 на предохранитель F, затем по проводу 2 на кнопку S1, с которой по проводу 3 на контакт 1

микропереключателя S4. С контакта 2 микропереключателя S4 напряжение подается:

на инвертор 1-V3, через разъем платы 1, диод 1-Д1, резистор 1-R12 на коллектор транзистора 1-V3;

на инвертор 1-V6, через разъем платы 1 и резистор 1-R21 на коллектор, а через резистор 1-R19 -- на базутранзистора 1-V6;

на инвертор 1-V7, по проводу 7, через счетчик, по проводу 18, через разъем платы 1 на коллекторы транзисторов 1-V7 и 1-V8;

на масштабный делитель 3-ДМ по проводу 7, через разъем платы 3 и резистор 3-R9;

на масштабный делитель 4-ДМ по проводу 7, через разъем платы 4 и резистор 4-R9;

на импульсатор опорной серии (ОП) через разъем платы 1 диод 1-Д2, разъем платы 1, по проводу 6 на разъем XI .

После подачи питания на вышеперечисленные элементы начинается счет импульсов масштабным делителем (ДМ).

Триггеры построены таким образом, что переход из одного состояния устойчивого равновесия в другое осуществляется при подаче на вход импульсов положительной полярности. Счет общего числа импульсов происходит в следующей последовательности. Импульсы отрицательной полярности, вырабатываемые импульсатором опорной серии (ОП) датчика, поступают по кабелю на инверторный каскад 1-V3 по цепи: XI), провод 9, разъем платы 1, через резистор 1-R11 на базу транзистора 1-V3. С инверторного каскада преобразованные импульсы положительной полярности через диод 1-Д10 (схема или, собранная на диодах 1-Д10, 1-Д11), разъем платы 1, провод 14 поступают на совмещенный вход (конденсаторы 3-С1 и 3-С2) триггера 3-D1. Первый пришедший импульс опрокидывает триггер из состояния «0» в состояние «1». При этом на его правом выходе образуется импульс отрицательной полярности, а на левом -- импульс положительной полярности. После прихода второго импульса триггер 3-D1 перейдет в исходное состояние «0». При этом на его правом выходе образуется импульс положительной полярности, который вызовет опрокидывание второго триггера. На выходе же второго триггера импульс положительной полярности образуется с приходом на вход первого триггера каждого четвертого импульса. Значит, на выходе шестого триггера 4-D3 масштабного делителя 4-ДМ импульс появится только лишь с приходом на вход первого триггера 64-го импульса.

Для согласования аэродинамической характеристики винта датчика и принятого масштаба измерения пульт выпускается заводом с коэффициентом деления 54.

При каждом переходе триггера 4-D3 из состояния «1» в состояние «О» происходит запись единицы в счетчик средней скорости по цепи: левый выход триггера 4-D3 (импульс отрицательной полярности), разъем платы 4, провод 17, разъем платы 1, через резистор 1-R24 на базу транзистора 1-V7. С коллектора транзистора 1-V7 усиленный импульс положительной полярности через разъем платы 1 по проводу 18 поступает на счетчик и на разъем платы 4. Минус к счетчику подается по проводу 1 разъема Х2. Одновременно с импульсом левого выхода триггера 4-D3 импульс с правого его выхода поступает по проводу 20, через конденсатор 1-С7 и диод 1-Д16 на базу транзистора 1-V6. На выходе этого транзистора возникает положительный импульс, устанавливающий в состояние «1» те триггеры делителя, установочные входы которых соединены с одним из диодов З-ДЗчЗ-ДБ. Те триггеры, установочные входы которых соединены с диодами 4-ДЗч4-Д5, устанавливаются в состояние «1» импульсом, который подается с коллектора транзистора 1-V7.

Канал мгновенной (текущей) скорости ветра. Канал мгновенной скорости ветра представляет собой преобразователь частота -- ток, на выходе которого определяется значение тока, которое пропорционально частоте входных импульсов, поступающих с датчика.

Как следует из функциональной схемы (рис. 1.7), импульсы основной серии или сумма импульсов основной и сдвинутой серий поступают с датчика через инверторы на преобразователь частота -- ток (ПЧТ). На выходе преобразователя установлен указатель скорости Р.

В качестве преобразователя частота -- ток применен конденсаторный частотомер, основанный на совместном применении емкостных запоминающих элементов и устройств, срабатывающих при достижении заряда на дозирующей емкости некоторого уровня, называемого пороговым. В схеме частотомера имеются две запоминающие емкости -- дозирующая (5-С1 и 5-С2) и накопительная (5-С4). При поступлении импульсов с датчика дозирующая емкость заряжается от источника питания. Когда заряд на дозирующей емкости достигнет определенного уровня, который задается пороговым устройством (5-Д9 и 5-Д10), дозирующая емкость разряжается через электронный ключ (5-V3) на накопительную емкость, при этом происходит передача накопленной энергии с дозирующей на накопительную емкость. При поступлении с датчика на схему следующего импульса процесс повторяется. Таким образом, от каждого поступающего импульса накопительная емкость получает с дозирующей емкости заряд, вызывающий на ней увеличение напряжения. Количество приходящих за 1 с импульсов определяется скоростью ветра, поэтому среднее значение напряжения на накопительной емкости, а следовательно, и среднее значение тока, протекающего через измерительный прибор, пропорционально числу перезарядов дозирующей емкости в 1 с, т. е. частоте входных импульсов.

Максимальная скорость ветра фиксируется специальной стрелкой, которую перемещает стрелка мгновенной скорости измерительного прибора Р2. При перемещении стрелки мгновенной скорости в направлении увеличения скорости ветра ее поводок увлекает за собой стрелку максимальной скорости, при этом их указатели все время совмещены. При уменьшении скорости ветра поводок стрелки мгновенной скорости отходит, а стрелка максимальной скорости остается на месте, удерживаемая силой трения. Таким образом, эта стрелка остается зафиксированной до тех пор, пока с помощью механизма сброса она не будет отведена влево до упора или мгновенная скорость не превысит предыдущего значения максимальной скорости.

Рис. 1.6 Схема механизма «сброса» стрелки максимальной скорости

На (рис. 1.6) приведена схема механизма «сброса» стрелки максимальной скорости. Механизм состоит из поворотной оси 1 и пружинного стержня 2, закрепленного на оси 1 зажимом 4. На оси закреплена ручка 6, выведенная на лицевую панель. Пружинный стержень перемещается между двумя ограничителями 3 и в правое крайнее положение (со стороны лицевой панели) отводится пружиной 5.

При повороте ручки 6 против часовой стрелки пружинный стержень ведет стрелку максимальной скорости до ее встречи с поводком стрелки мгновенной скорости. Стрелка мгновенной скорости имеет вертикально расположенный поводок (на рисунке не показан), с помощью которого она и устанавливает стрелку максимальной скорости ветра.

Канал направления ветра. Направление ветра определяется по среднему значению тока, пропорциональному величине фазового сдвига между импульсами опорной серии и импульсами основной или сдвинутой серии.

Как показано на функциональной схеме (рис. 1.7.), импульсы опорной серии (ОП) с датчика поступают на вход R триггера, а импульсы основной (ОС) или сдвинутой серии (СС) через переключатель серии (ПС), управляемый указателем положения (УП) (находится в датчике), поступают на вход 5 триггера.

Рис. 1.7 Функциональная схема канала направления ветра М-63М-1

На выходе триггера формируются импульсы напряжения, скважность которых пропорциональна величине сдвига. Когда от датчика на вход R триггера приходит импульс опорной серии, триггер переходит из одного состояния устойчивого равновесия в другое (например, из состояния «О» в состояние «1»). В результате этого на выходе триггера формируется выходной импульс. С приходом измерительного импульса (ОС или СС) формируется задний фронт этого же импульса. Таким образом, длительность образовавшегося интервала между импульсами определяется временным сдвигом импульсов опорной и измерительной серий, т. е. чем больше угол отклонения флюгарки от нулевого положения, тем больше временной сдвиг между импульсами опорной и измерительной серий, а значит, больше длительность выходного импульса триггера.

В определении среднего значения направления ветра принимают участие не единичные, а серии импульсов. Поэтому на выходе триггера образуется периодическая последовательность импульсов, имеющая в зависимости от изменения направления ветра различный период и длительность. Таким образом, скважность выходных импульсов триггера определяется направлением ветра. Импульсы напряжения триггера поступают на выходной инвертор, где они нормируются (стабилизируются по амплитуде) и поступают на вход 5. Интегратор формирует выходное напряжение, значение которого пропорционально длительности выходного импульса. Так как постоянная времени интегратора значительно больше возможной длительности импульса, то за время паузы между входными импульсами переходные процессы, связанные с перезарядом элементов интегратора, заканчиваются. Наличие интегратора позволяет произвести осреднение выходного напряжения, облегчающее визуальный отсчет показаний по указателю Р. Таким образом, среднее значение тока на выходе преобразователя пропорционально отношению периода к длительности импульса (Т/Т_и) и определяет направление ветра, отсчитанное от 0° при использовании основной серии либо от 180° при использовании сдвинутой серии импульсов.

Если в процессе измерения флюгарка окажется вблизи 180°, то на выход индикатора положения подается такое напряжение, при котором напряжение на базе транзистора 2-V4 по отношению к эмиттеру станет равным нулю, вследствие чего транзистор 2-V4 запрется. Обмотка реле обесточится, и произойдет переключение контактов в исходное положение, указанное на схеме. В результате этого на левый вход триггера через замкнутые контакты 4, 6 будут поступать импульсы основной серии, а через контакты 7, 9 будет подано напряжение питания на красную индикаторную лампочку Н2, свечение которой указывает на то, что отсчет направления должен производиться по верхней шкале (0--360°) микроамперметра PL

Такое состояние автоматического переключателя будет сохраняться до момента, пока флюгарка снова не окажется вблизи 0°.



1.4 Блок питания

Для обеспечения нормальной и бесперебойной работы прибора блок питания может работать в трех режимах: от сети переменного тока напряжением 127 или 220В с частотой 50 Гц от аккумуляторов с напряжением 12В без подзаряда и от аккумуляторов в режиме их непрерывного подзаряда от сети m переменного тока. Питание только от аккумуляторов осуществляется в течение нескольких суток (3--5), когда отсутствует возможность их подзарядки.

Электрическая схема и внешний вид блока питания показаны на рис. 1.8. Блок питания состоит из понижающего трансформатора Т, двухполупериодного выпрямителя с нулевой точкой, собранного на диодах V3, V4, фильтра с конденсатором С1, схемы автоматического подзаряда аккумуляторов, выполненной на транзисторе V5, стабилитроне V2 и потенциометре R1.

Выпрямленным напряжением осуществляется питание электрических элементов датчика и пульта анеморумбометра. а также подзаряд аккумуляторов блока питания в режиме автоматического подзаряда.

Работа схемы автоматического подзаряда основана на сравнении напряжения аккумуляторов с опорным напряжением стабилитрона V2.

Подзаряд происходит следующим образом. При снижении напряжения на аккумуляторах до значения, несколько меньшего, чем опорное, переход «база -- эмиттер» транзистора оказывается включенным в прямом направлении, сопротивление перехода «эмиттер -- коллектор» уменьшается и аккумуляторные батареи начинают заряжаться от выпрямителя через переход «эмиттер -- коллектор». Когда напряжение на аккумуляторах станет равным опорному напряжению, их заряд прекращается. Регулировка тока через транзистор V5 во время подзаряда производится поворотом оси потенциометра R1 до установления номинального значения напряжения 15В, измеряемого на холостом ходу (без нагрузки) выпрямителя. Контроль напряжения осуществляется вольтметром, включенным параллельно аккумуляторной батарее. При отсутствии сетевого напряжения питание анеморумбометра осуществляется непосредственно от аккумуляторов через диод VI. При отсутствии в блоке питания аккумуляторов напряжение на анеморумбометр подается непосредственно от выпрямителя.

Рис 1.8 Блок питания: 1 - ящик; 2 - батарея аккумуляторов; 3,6 - предохранители; 4,5 - колодки штепсельных разъемов; 7 -щиток; 8 - вольтметр.

анеморумбометр ветер неисправность безопасность



Глава 2. Последовательность нахождения неисправностей и способы их устранения

2.1 Методы нахождения неисправностей

Неисправности проявляются самым различным образом -- как наличием внешних признаков (например, поломка деталей, обугливание проводов), так и нарушением режима работы прибора, искажением его электрических и механических параметров, определяемым при специальных измерениях (например, изменение формы напряжения, короткое замыкание и т. п.).

Предложить последовательность нахождения неисправности для каждого конкретного случая, разумеется, невозможно. Однако большинство неисправностей сказывается на конечном результате работы прибора, по которому можно судить о возможных причинах неисправности. Это дает основание предложить рекомендации по установлению последовательности определения неисправностей.

По проявлению на приемном устройстве (указателе, самописце, индикаторе) неисправности можно классифицировать так:

- на приемном устройстве показаний нет;

- результаты измерений искажены;

- показания то появляются, то исчезают (прибор работает с перебоями).

Эти внешние признаки неисправности проявляются в процессе эксплуатации прибора. Например, сведения о том, что результаты измерений искажены, обычно получают при сравнительных контрольных измерениях или при явном несоответствии показаний прибора с действительностью.

Сведения обо всех замеченных при производстве измерений погрешностях и неисправностях в работе прибора должны сообщаться лицам, занимающимся техническим обслуживанием этого прибора. Эти сведения помогут обнаружить причину неисправности. Прежде чем приступить к определению неисправности в приборе, следует по формуляру уточнить, сколько времени и в каких условиях работал прибор, когда прибор подвергался ремонту и какие неисправности в нем встречались ранее. Такие данные в какой-то мере тоже помогают выяснить причину и определить вид неисправности.

Согласно условной классификации, дистанционные метеорологические приборы разделены на две группы. Методика определения неисправностей в приборах обеих групп в основном одна и та же, однако, последовательность операций при этой работе различна.

Признак неисправности - на приёмном устройстве показаний нет. Прежде всего, следует проверить наличие напряжения питания. Если источники питания исправны, то надо определить, нет ли обрывов в сетевом шнуре (при питании от сети переменного тока) или в соединительных кабелях, идущих от батарей. Кроме этого, нужно проверить контакты всех штепсельных разъемов. Если окажется, что внешняя цепь питания исправна, дальнейшую проверку лучше всего вести с выходного каскада.

В приборах этого типа питание всех датчиков (за исключением датчиков скорости ветра, если преобразователем является тахогенератор) осуществляется через приемное устройство. Поэтому на штырьках штепсельного разъема, к которому подключается датчик, проверяются наличие, а затем и величина напряжения питания датчиков. В случае отсутствия необходимого для питания датчиков напряжения прибор следует выключить и вскрыть приемное устройство для дальнейшей проверки.

После внешнего осмотра деталей схемы нужно произвести обследование других электрических элементов. Вначале проверяют, подается ли напряжение на силовой трансформатор и исправен ли выпрямитель. В тех случаях, когда питание прибора осуществляется от источника постоянного тока, следует убедиться, подается ли напряжение на прибор.

Если на этих участках повреждений нет, то дальнейшую проверку исправности цепей нужно вести от выхода ко входным цепям. Проверку можно произвести как путем проверки цепей и определения исправности деталей при отключенном питании, так и путем измерения электрических характеристик в нужных точках при включенном питании. Выбор того или иного способа зависит от конструкции прибора. Когда в результате обследования цепей приемного устройства дефект обнаружен и устранен, дальнейшую проверку других-блоков производить не нужно, а следует проверить исправность прибора в целом.

2.2 Способы определения неисправностей

Если напряжение питания на датчик подается, а прибор не работает, то нахождение неисправности продолжают путем проверки соединительного кабеля. Эту работу можно выполнить проверкой кабеля одним из способов, изложенных ранее.

Устранив неисправность в соединительном кабеле или убедившись в его исправности, приступают к проверке исправности датчика. Прежде всего, путем тщательного внешнего осмотра проверяют отсутствие механических повреждений в датчике, особенно исправность чувствительного элемента. Затем с помощью тестера следует определить исправность преобразователя датчика проверкой его обмоток. Для предварительной оценки исправности преобразователя нет необходимости производить разборку датчика. Этого можно достичь подключением щупов тестера непосредственно к штырькам штепсельного разъема или (в некоторых приборах) к контактным клеммам. Если же в результате проверки окажется, что преобразователь датчика неисправен, то датчик следует вскрыть и путем дальнейшей проверки найти поврежденный участок или неисправную деталь.

В многоблочных приборах этого типа последовательность определения неисправностей несколько другая.

Поскольку источник питания прибора является общим для всех блоков, то в случае нормальной работы хотя бы одного узла (кроме тахогенератора) нет необходимости производить проверку исправности цепи питания.

Прежде всего, по внешним признакам следует исключить из проверки исправные блоки и узлы. Если работает хотя бы один из двух узлов, питающихся от общего источника тока, то нет надобности проверять исправность этого источника. Например, если в приборе узел направления ветра работает, а узел влажности не работает, то проверку исправности преобразователя напряжения можно не производить. В таких случаях определение неисправности следует продолжить, проверяя наличие питания датчиков на штепсельном разъеме измерительного пульта. Если питание отсутствует, то неисправность нужно искать между колодкой штепсельного разъема и источником питания, т. е., как обычно, перемещаясь от выхода ко входным цепям. Эту проверку осуществляют тестером: Если же напряжение для питания датчика неисправного узла подается, то дальнейшее определение места повреждения сводится к проверке исправности соединительного кабеля и датчика (чувствительного элемента и преобразователя) по методике, описанной выше признак неисправности - результаты измерений искажены. Искажение результата может быть вызвано рядом причин, основными из которых являются:

- нарушение правильности установки и регулировки прибора,

- повреждение или загрязнение механических деталей,

- отсутствие надежного контакта в контактных устройствах и. соединениях,

- неисправности источников питания.

Нахождение неисправностей в приборе, как всегда, начинают с определения возможных причин, вызвавших неисправность. В зависимости от вида прибора и внешнего признака неисправности место и характер повреждения могут быть различными. Поэтому выявление возможных причин неисправности производится путем анализа признака неисправности в каждом случае отдельно.

Если в результате анализа неисправности в данном приборе определено, что искажения показаний вызваны нарушением первоначальной установки, ориентировки или регулировки прибора, то нахождение неисправности следует начинать с внешнего осмотра блоков и узлов. При этом внимательно осматривают и проверяют надежность установки несущих конструкций и надежность закрепления на них датчиков, а если датчики установлены в почве, то проверяют состояние площадки. В приборах, датчики которых регулируются перед установкой (например, узел влажности), при нахождении неисправности по данному признаку (искажение показаний) после внешнего осмотра следует частично вскрыть датчик и проверить, не нарушилась ли первоначальная регулировка прибора. Это особенно относится к приборам, в которых регулировка может нарушиться с течением времени.

Если есть предположение, что ошибки в показаниях вызваны загрязнением трущихся деталей или механическими неисправностями, то проверяемый блок нужно вскрыть и осмотреть место возможного повреждения. Причина таких неисправностей, как правило, состоит в несвоевременной чистке и смазке деталей. Если есть предположение, что искажения в показаниях прибора вызваны ненадежностью контактных соединений или паек соединительных проводов, то нахождение неисправности можно вести путем проверки электрических цепей под током. Например, в приборе нарушился контакт в штепсельном соединении: появился зазор или окислились штырьки и гнезда в разъеме. В том и другом случае включение датчика оказывается ненадежным и к его сопротивлению добавляется сопротивление контактного перехода, что приводит к увеличению тока в диагонали моста, т. е. к завышению температуры. При этой неисправности нужно отключить вилку разъема и осмотреть контактные штыри и гнезда. Все замеченные дефекты необходимо устранить, после чего проверить правильность показаний прибора.

Признак неисправности -- прибор работает с перебоями. Причиной такой неисправности чаще всего является отсутствие надежного контакта в переключателях, штепсельных разъемах, обрывы в соединительных проводах или плохой контакт в них из-за некачественной пайки, отсутствие надежного соединения между механическими деталями и т. п.

Чтобы убедиться в том, что причиной неисправности является плохой контакт, следует при включенном приборе подергать соединительные кабели и провода, покачать штепсельные разъемы, одновременно наблюдая за показаниями прибора. При этом в случае наличия указанного дефекта стрелка указателя будет отклоняться в момент соединения оборванной линии. Таким приемом приблизительно находят место повреждения, а для более точного определения причины неисправности предполагаемое место повреждения следует осмотреть и проверить. После устранения дефекта проверяют работу прибора в целом. Чтобы убедиться в надежности исправленного соединения, место бывшего повреждения проверяют, слегка покачивая или подергивая исправленную деталь и одновременно наблюдая за показаниями прибора.

Иногда прибор работает с перебоями из-за обрыва или ненадежного контакта (плохой пайки) непосредственно в электрической схеме датчика или измерительного устройства, т. е. из-за дефекта в монтаже прибора. Если при включенном приборе постучать по корпусу неработающего блока и при этом работа прибора временно восстановится, то неисправность следует искать в монтаже. Определение повреждений в монтаже производится путем внешнего осмотра элементов монтажа и деталей, а в случае необходимости -- путем проверки цепей с помощью тестера, как описано ранее.

В некоторых приборах приемное устройство является многоблочным и состоит из отметчика (например, осциллографа) и ряда других блоков. Определение неисправности в таком многоблочном оконечном устройстве следует начинать с выявления неисправного блока. Найти неисправный блок можно путем проведения измерений электрических параметров в контрольных точках, сопоставляя полученные данные с номинальными величинами, приведенными в картах напряжений и сопротивлений, а после определения неисправного блока или узла приступают к нахождению в нем поврежденного участка или детали методом, описанным ранее.

Признак неисправности -- результаты измерений искажены. Чаще всего такие неисправности вызываются нарушением первоначальной установки и регулировки прибора, износом или поломкой деталей и узлов, загрязнением отражателей, защитных стекол, увеличением переходных сопротивлений в контактах. Неисправности эти появляются при несоблюдении сроков регламентных работ и профилактических осмотров приборов в процессе их эксплуатации. Наличие ошибок в измерениях выявляется или в результате проведения сравнительных контрольных измерений, или в случае, когда показания прибора явно не соответствуют действительным значениям метеорологических элементов.

Нахождение неисправности при таких дефектах целесообразно начинать с простейших работ, не требующих разборки прибора. В первую очередь нужно измерить напряжение сети и убедиться, что оно соответствует номинальному. Затем следует проверить линии связи, как указывалось ранее. Убедившись в исправности линий связи, нужно произвести проверку или замену фотоэлемента (фотоумножителя), так как чаще всего показания прибора становятся неверными из-за его старения. Если после этого нормальная работа прибора не восстанавливается, то проверяют правильность установки источника светового потока (прожекторного устройства) и приемника светового потока, правильность установки несущих конструкций, на которых укреплены блоки. Например, из-за деформации фундамента может измениться направление луча, в результате чего прибор даст неверные показания.

После проверки несущих конструкций необходимо произвести внешний осмотр блоков, проверить наводку прожектора на приемник, осмотреть и проверить оптические системы приемника и прожектора. Работу начинают с проверки источника светового потока. Во время внешнего осмотра определяют, не произошло ли смещение отражателя и других деталей, проверяют состояние отражателя и защитных стекол, фокусировку луча. Далее проверяют, попадает ли луч прожектора на приемное устройство. Наводка прожектора на приемник производится в темное время суток и выполняется по специальной методике.

Устранив дефекты или убедившись в исправности источника светового потока, аналогично проверяют приемник светового потока. Затем определяют, попадает ли луч прожектора на фотоэлемент и при надобности производят регулировку. Если проделанная работа не принесет желаемого результата, следует проверить исправность усилителя, причем в первую очередь заменить в нем лампы.

Убедившись в исправности прожекторного и приемного блоков и соединительного кабеля, приступают к нахождению неисправности в приемном устройстве. По принципу действия и конструкции приемные устройства в приборах этой группы различны и, следовательно, дефекты, вызывающие искажения в показаниях, неодинаковы.

В одних приборах неисправности представляют собой механические повреждения, например, перекос или коробление ленты, загрязнение перьев, ослабление крепления стрелок и других подвижных деталей.

Неисправности в приемных устройствах могут быть и более сложными, связанными с выходом из строя деталей электрической схемы. В этом случае нахождение неисправности осуществляется способами, изложенными ранее.

Техническое обслуживание анеморумбометра предусматривает проведение в обусловленные инструкцией сроки ряда операций, обеспечивающих исправность прибора и правильность его показаний[10]:

- контроль нулевого положения стрелок указателей мгновенной и средней скорости,

- наблюдение за режимом блока питания,

- уход за блоком датчиков,

- уход за измерительным пультом,

- проведение сравнительных контрольных измерений.

Кроме этого, систематически производят внешний осмотр всего прибора, проверяя при этом состояние метеорологической мачты (вертикальность, состояние оттяжек), сохранность соединительного кабеля и ориентировку датчика направления.

Режим подзарядки аккумуляторов в анеморумбометре регулируется автоматически с помощью максимально-минимального реле. Нормальное значение опорного напряжения 13В. Если это напряжение окажется больше напряжения на аккумуляторе, то он будет перезаряжаться («кипеть»). Если же опорное напряжение окажется меньше напряжения на аккумуляторе, то он будет недозаряжаться. Поэтому, если в процессе эксплуатации будет наблюдаться «кипение» электролита или вольтметр после зарядки аккумулятора покажет напряжение меньше 12В, это значит, что опорное напряжение, т. е. напряжение между плюсом аккумулятора и движком резистора R21, отрегулировано неправильно. Регулировка выполняется путем перемещения движка резистора R₂ при одновременном контроле опорного напряжения вольтметром.

Питание от сети переменного тока контролируется индикаторной лампочкой ЛН, и если она не горит, то следует выяснить причину и устранить ее. Этo может быть отсутствие напряжения в сети, неисправность соединительного провода, перегорание самой лампочки, выход из строя трансформатора и др.

Если в сети напряжение отсутствует, то необходимо следить за "тем чтобы не разрядить аккумуляторы ниже 10,5В. Так как блок питания при отсутствии напряжения в сети обеспечивает нормальную работу прибора в течение 12 дней, то по истечении этого срока, если напряжение на аккумуляторе упало до 10,5В, анеморумбометр следует отключить от блока питания и воспользоваться батареями сухих элементов. При отсутствии таковых прибор будет измерять только мгновенную и максимальную скорость, а данные о направлении и средней скорости получить нельзя.

По регламенту ежеквартально следует производить проверку внешнего состояния датчика анеморумбометра. В зависимости от условий эксплуатации прибора такие осмотры могут производиться и чаще. Особенно внимательно нужно осматривать датчик при появлении гололеда, и если будет обнаружено его отложение, то датчик следует снять и отнести в помещение для оттаивания. Снять датчик легко благодаря конструкции мачты М-82. Сбивать или счищать гололед не разрешается, так как при этом можно повредить не только окраску и чувствительные элементы, но и внутренние механизмы.

Два раза в год во время осмотра следует производить чистку наружных поверхностей датчика. При этом нужно обследовать состояние окраски и при необходимости обновить ее. Кроме того, проверяется трение в осях вертушки и флюгарки и, если нужно, производится соответствующий ремонт. О повышенном трении в осях судят прежде всего по изменению порога чувствительности прибора, что обнаруживается в результате контрольных измерений. Грубо проверить трение в осях можно и при вращении чувствительных элементов от руки. Чтобы устранить этот дефект, необходимо произвести разборку датчика, промыть шарикоподшипники и обновить смазку. Если окажется, что шарикоподшипники износились, то их следует заменить запасными из комплекта ЗИП. Кроме шарикоподшипников узла направления и узла скорости, в блоке датчиков периодически следует производить чистку подшипников сельсинов и обновлять в них смазку. Разборку и сборку датчика при регламентных работах или в случае аварии нужно производить в определенной последовательности, указанной в инструкции к прибору.

Измерительный пульт содержит различные электрические и электромеханические устройства, которые подлежат техническому обслуживанию.

От чистоты и исправности контактов, правильности их регулировки практически зависит вся работа прибора. Например, при ненадежной работе контактов К₂ программного часового механизма не будет сброса наборного механизма средней скорости на нуль в конце десятиминутного периода; при загрязнении контакта К1 (контакт не работает) могут отсутствовать показания средней скорости и т. д. Поэтому в случае появления в работе прибора дефектов, которые могут быть вызваны неисправностью электромеханических устройств и контактов, эти дефекты следует устранить.

При контрольных измерениях сравнивают значения средней скорости ветра, полученные по анеморумбометру и с помощью ручного анемометра за десятиминутный интервал времени. Включение анемометра производится синхронно с началом интервала осреднения анеморумбометра. Если расхождение не будет превышать ±(1+0,07 v) м/сек, то узел измерения средней скорости следует считать исправным.

Контроль исправности узла направления производится следующим образом. Датчик анеморумбометра устанавливается на лимб с градусной шкалой таким образом, чтобы флюгарка находилась в одной плоскости с ориентиром, после чего включают прибор и снимают отсчет по указателю направления ветра. Затем поворачивают флюгарку на 30° по градусной шкале лимба и снимают вторично отсчет с указателя. Операция повторяется через каждые 30°, пока флюгарка не совершит полный оборот на 360°. Если расхождение между значениями углов по указателю направления и лимбу не будет превышать ±5°, то узел направления можно считать исправным.

2.3 Неисправности по прибору и способы их устранения

Существуют неисправности, которые обнаруживаются чаще всего:

Отсутствуют показания на вольтметре блока питания. Причина неисправности -- перегорел предохранитель. Устраняется неисправность заменой предохранителя.

Отсутствуют показания мгновенной и максимальной скорости. Вероятной причиной неисправности может быть плохой контакт в разъемах или повреждение кабеля, соединяющего датчик и указатель. Производится проверка жил кабеля и осмотр контактов.

3.Отсутствуют показания средней скорости. Неисправность может быть вызвана:

- повреждением кабеля и разъемов,

- неисправностью преобразователя,

- неисправностью контакта.

В первом случае проверяют целость жил кабеля и надежность соединения в разъемах. Второе предположение проверяют измерением напряжения на выходе преобразователя и на его входе, причем, если узел направления работает -- значит, преобразователь исправен. В третьем случае контакт проверяют и прочищают.

4. Отсутствуют показания направления. Причины могут быть такими:

- неисправен преобразователь,

- неисправен кабель.

Чтобы проверить, исправен ли преобразователь, достаточно включить прибор на измерение средней скорости. Если механизм средней скорости работает, это свидетельствует об исправности преобразователя. Если же механизм средней скорости не работает, то проверяют исправность преобразователя: наличие напряжения сначала на выходе, а затем на входе (при необходимости производят проверку цепи питания).

Исправность кабеля проверяется как обычно.

Отсутствует сброс наборного механизма средней скорости на нуль. Причин здесь может быть несколько, но большинство этих неисправностей можно устранить только в специализированной мастерской.

Максимальная скорость меньше средней. Причиной являются неисправности в стопорном устройстве микроамперметра или в электрической цепи измерения мгновенной скорости. Неисправности микроамперметра устраняются в ремонтной мастерской.



Глава 3. Техника безопасности при монтаже и эксплуатации анеморумбометра М-63М-1

3.1 Техника безопасности при монтаже

Перед началом работ нужно убедиться в отсутствии напряжения на кабеле.

При прокладке воздушных линий на столбах рабочий должен снабжаться когтями и предохранительным поясом. При натягивании троса для крепления кабеля и подвеске самого кабеля нужно надевать брезентовые рукавицы. При производстве работ по ремонту линий электропитания следует пользоваться диэлектрическими перчатками, поверх которых для защиты их от механических повреждений надевают брезентовые рукавицы.

Подвешивание кабелей к трубам и другим кабелям запрещается.

При работе с приставной лестницей ее нужно закрепить. При невозможности сделать это у основания лестницы должен стоять второй работник и держать ее. Раздвижные лестницы (стремянки) должны иметь крюки или тросы, которые исключают возможность самопроизвольного раздвигания. Стоять под лестницей, с помощью которой производятся работы, запрещается. Для выполнения работ на высоте более 1,5 м (на мачтах, фермах и т. д.) исполнитель должен пользоваться предохранительным поясом. Предохранительные пояса, их цепи и канаты должны иметь паспорта и бирки. При отсутствии таковых пояса и соединения нужно подвергнуть испытанию, для чего их следует в течение 5 мин держать под нагрузкой 300 кг.

При подъеме мачты нужно соблюдать осторожность, производить подъем только прочными оттяжками и расставлять людей таким образом, чтобы в случае падения мачта не могла их травмировать. Если мачта высокая или очень тяжелая, то дополнительно заводятся страховочные растяжки, чтобы при подъеме мачта не могла пойти в сторону. В начале подъема целесообразно использовать приставные подпорки из жердей, скрепленных веревками или проволокой. Мачту должны устанавливать не менее четырех человек, которые обязаны работать в брезентовых рукавицах. Перед подъемом на мачту необходимо проверить ее устойчивость и надежность крепления растяжек. При подъеме на мачту запрещается одновременно поднимать на плечах или в руках провода, кабели или аппаратуру.

Если приборы монтируются на деревянной мачте, которая эксплуатировалась продолжительное время, то перед подъемом на нее нужно проверить, достаточно ли прочно она стоит, и не прогнила ли. Проверка производится стальным щупом. Если загнивший слой у основания достигает 10% диаметра и более, то подъем на мачту запрещается.

Перед монтажом приборов на мачте исполнитель работ должен закрепиться предохранительным поясом. Подача кабеля, приборов и инструментов работающему на мачте должна производиться с помощью веревки. Категорически запрещается бросать ему инструменты.

3.2 Техника безопасности при эксплуатации

Приступая к наладке или ремонту блоков электро- или радиоаппаратуры, нужно, прежде всего, проверить сохранность изоляции соединительных проводов и при наличии оголенных мест обмотать эти места изоляционной лентой. Включение прибора можно производить только при наличии предохранителей соответствующего номинала в его цепи питания. Запрещается установка предохранителей на большую силу тока, чем указано в паспорте. Смена неисправных предохранителей должна производиться только при выключенном напряжении. Категорически запрещается проводить какие-либо монтажные и ремонтные работы в блоке (приборе), находящемся под напряжением. При ремонте прибора, в цепях которого есть конденсаторы значительной емкости, после отключения источника питания нужно разрядить конденсаторы. Для этого замыкающая перемычка сначала соединяется с шасси прибора, а затем с выводами соответствующих конденсаторов.