Разработка модуля сбора и преобразования вибрации для питания беспроводных устройств на техногенных объектах

Каждый день в промышленные предприятия внедряют новые
технологии и оборудование. От эффективности и надежности работы этого
оборудования зависит качество выпускаемого изделия и производительность
труда. Следовательно, каждое оборудование должно работать безотказно.
Если своевременно не произвести необходимые профилактические работы,
оборудование потеряет производительность, начнет выдавать брак, может
возникнуть аварийная ситуация. Для поддержания технологического
оборудования в работоспособном состоянии на каждом предприятии
проводится техническая диагностика.
Основной задачей технического диагностирования является
обеспечение безопасности, функциональной надёжности и эффективности
работы технического объекта, а также сокращение затрат на его техническое
обслуживание и уменьшение потерь от простоев в результате отказов и
преждевременных выводов в ремонт. Техническое состояние оборудования
определяют с помощью диагностических параметров (температура,
влажность, давление, скорость и интенсивность воздушных потоков).
Выделение широкого перечня параметров, характеризующих состояние
промышленных машин, и их мониторинг в режиме реального времени
помогает получить знания о состоянии машин. Для получения
диагностических параметров применяются различные датчики. Эти датчики в
свою очередь могут быть двух типов: проводными или беспроводными.
Главное отличие их друг от друга – это способ энергопотребления. Проводные
питаются от электросети, а беспроводные от автономного источника питания.
Беспроводные датчики применяются для непрерывного мониторинга на
критически важном оборудовании, выход из строя которого может привести к
крупным авариям или большим экономическим потерям. Большим
недостатком автономных датчиков является необходимость контролировать
элемент питания и своевременно осуществлять его замену.
Целью данной работы является обеспечение питанием беспроводных
датчиков на техногенных объектах с помощью преобразования энергии
вибрации, которая возникает при работе этих объектов.
Принцип работы этого модуля сбора и преобразования энергии основан
на нетрадиционных возобновляемых источников энергии.
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:
— провести обзор научной литературы в области энергопотребления
датчиков технического диагностирования и преобразователей
виброакустических колебаний;
— проанализировать НТД по уровню вибрации при работе
промышленных машин;
— разработать и спроектировать модуль сбора и преобразования энергии
вибрации на техногенных объектах для питания беспроводных датчиков;
— ознакомиться с установкой для проведения испытаний;
— провести лабораторные испытания спроектированных конструкций;
— оценить эффективность спроектированного модуля.
При тщательном проектировании устройство для сбора энергии
вибрации может даже заменить батареи в некоторых беспроводных датчиков.