Detail předmětu

Měřicí technika pro diagnostiku

FEKT-MPC-MTDAk. rok: 2020/2021

Předmět se zabývá metodami, snímači a instrumentací pro hlukovou, vibrační, ultrazvukovou a termovizní diagnostiku. Studenti se seznámí s technikou měření vibrací, hluku a otáček, dále se základy spektrální analýzy, diagnostikou ložisek, točivých strojů, vyvažování hřídelí. Dalšími probíranými okruhy budou základy modální analýzy, kalibrace snímačů a použití termokamer a ultrazvukových metod v diagnostice v průmyslových aplikacích.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen popsat druhy a metody technické diagnostiky, vysvětlit podstatu analyzovaného problému a je schopen rozhodnout o vhodné metodě měření a výběru potřebných snímačů a měřicích nástrojů pro konkrétní aplikaci s přihlédnutím k případným omezením vyplývající například z měření v terénu. Dokáže zrealizovat měřicí řetězec pro praktické měření a vyhodnotit naměřená data.

Prerekvizity

Student, který si zapíše předmět, by měl být znát základní principy snímačů fyzikálních veličin, umět analyzovat a identifikovat elektronické obvody používané v senzorice a měřicí technice, aplikovat základní metody měření elektrických veličin (napětí, proud, odpor, kapacita, indukčnost) a být schopen samostatně sestavit měřicí pracoviště s přístroji: osciloskop, funkční generátor, měřicí karta pro sběr analogového a digitálního signálu a dokázat naprogramovat základní aplikaci pomocí nástrojů virtuální instrumentace (LabVIEW) se zpracováním signálů a dat. Student by měl disponovat takovými jazykovými znalostmi, aby porozuměl studijním materiálům i v anglickém jazyce.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka znalého pro samostatnou činnost“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratoře.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška je zaměřena na ověření znalostí (orientace) absolvovaného kurzu. Má povinnou písemnou a laboratorní část. Závěrečná zkouška bude probíhat prezenčně.
laboratorní výuka 0 - 40
písemná část zkoušky 0 - 60

Osnovy výuky

1. Technické prostředky pro diagnostiku - druhy diagnostiky, snímače, přístroje a analyzátory pro diagnostiku.
2. Vibrodiagnostika - problematika měření vibrací (analýza vibrací, měření spekter, problematika průměrování, zjišťování vlastních frekvencí).
3. Diagnostika točivých strojů, vyvažování strojů - provozní vyvažování (elektrických) strojů, diagnostika ložisek.
4. Modální analýza, vibrační zkoušky - modální zkouška, zkouška vibracemi a rázy.
5. Akustická měření - měření akustických veličin (akustický výkon, tlak, intenzita), blízké pole, vzdálené pole.
6. Kalibrace snímačů - akcelerometry, mikrofony, gyroskopy; druhy kalibrací (primární, sekundární), interferometrie, vybavení, normy.
7. Termovizní diagnostika - termografie - měření pomocí termokamer.
8. NDT metody - ultrazvuková defektoskopie, magnetické metody, RTG metody, vířivé proudy, akustická emise - diagnostika objektů, metody zkoušení.

Učební cíle

Cílem předmětu je rozšířit znalosti studentů v oblasti technické diagnostiky o vybrané pokročilé metody měření a jejich použití v praxi. Jde zejména o vibrodiagnostiku, akustická měření, ultrazvukovou defektoskopii, termovizní diagnostiku, atp. Cílem je vytvořit studentům přehled a představu o pokročilých měřicích diagnostických metodách a použití speciálních snímačů, přístrojů a analyzátorů v technické diagnostice.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. Kontrola výsledků samostatné práce na zadaných úkolech. V případě omluvené neúčasti na cvičeních může učitel v odůvodněných případech stanovit náhradní podmínku, obvykle vypracování dílčího úkolu.

Základní literatura

KREIDL, Marcel a Radislav ŠMÍD. Technická diagnostika: senzory, metody, analýza signálu. Praha: BEN - technická literatura, 2006. Senzory neelektrických veličin. ISBN 80-7300-158-6. (CS)
TŮMA, Jiří. Zpracování signálů získaných z mechanických systémů užitím FFT. Praha: Sdělovací technika, 1997. ISBN 80-901936-1-7. (CS)
TŮMA, Jiri. Vehicle gearbox noise and vibration: measurement, signal analysis, signal processing and noise reduction measures. John Wiley & Sons, 2014. (EN)
ŠKVOR, Zd. Akustika a elektroakustika. Praha: Academia, 2001. ISBN 80-200-0464-0. (CS)
RANDALL, Randolph B. Frequency analysis. Brüel & Kjaer, 1987. (EN)
HELEBRANT, František a Jiří ZIEGLER. Technická diagnostika a spolehlivost. Ostrava: VŠB - Technická univerzita, 2004. ISBN 80-248-0650-9. (CS)
BILOŠOVÁ, Alena. Týmová cvičení předmětu Experimentální modální analýza: návody do cvičení předmětu "Experimentální modální analýza". Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava, Fakulta strojní, 2011. ISBN 978-80-248-2756-8. (CS)
TŮMA, Jiří. Diagnostika strojů. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2009. ISBN 978-80-248-2116-0. (CS)
KOPEC, Bernard. Nedestruktivní zkoušení materiálů a konstrukcí: (nauka o materiálu IV). Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2008. ISBN 978-80-7204-591-4. (CS)
BRANDT, Anders. Noise and vibration analysis: signal analysis and experimental procedures. Chichester: Wiley, 2011. ISBN 978-0470746448. (EN)
KINSLER, Lawrence E. Fundamentals of acoustics. 4th ed. New York: Wiley, 2000. ISBN 978-0-471-84789-2. (EN)
KREIDL, Marcel a Radislav ŠMÍD. Technická diagnostika: senzory, metody, analýza signálu. Praha: BEN - technická literatura, 2006. Senzory neelektrických veličin. ISBN 80-7300-158-6. (CS)
REGAZZO, Richard a Marcela REGAZZOVÁ. Ultrazvuk: základy ultrazvukové defektoskopie. Praha: BEN - technická literatura, 2013. Senzory neelektrických veličin. ISBN 978-80-7300-466-8. (CS)
MENTLÍK, Václav. Diagnostika elektrických zařízení. Praha: BEN - technická literatura, 2008. ISBN 978-80-7300-232-9. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-AUD magisterský navazující

    specializace AUDM-TECH , 1. ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program MPC-KAM magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Technické prostředky pro diagnostiku - druhy diagnostiky, snímače, přístroje a analyzátory pro diagnostiku.
2. Vibrodiagnostika - problematika měření vibrací (analýza vibrací, měření spekter, problematika průměrování, zjišťování vlastních frekvencí).
3. Diagnostika točivých strojů, vyvažování strojů - provozní vyvažování (elektrických) strojů, diagnostika ložisek.
4. Modální analýza, vibrační zkoušky - modální zkouška, zkouška vibracemi a rázy.
5. Akustická měření - měření akustických veličin (akustický výkon, tlak, intenzita), blízké pole, vzdálené pole.
6. Kalibrace snímačů - akcelerometry, mikrofony, gyroskopy; druhy kalibrací (primární, sekundární), interferometrie, vybavení, normy.
7. Termovizní diagnostika - termografie - měření pomocí termokamer.
8. NDT metody - ultrazvuková defektoskopie, magnetické metody, RTG metody, vířivé proudy, akustická emise - diagnostika objektů, metody zkoušení.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Modální analýza mechanické struktury.
2. Kalibrace senzorů vibrací a mikrofonů.
3. Měření otáček a diagnostika ventilátoru.
4. Měření nevývahy točivých strojů.
5. Ultrazvuková defektoskopie.
6. Termovizní měření.
7. Zpracování a analýza diagnostických signálů – v časové oblasti, frekvenční oblasti, časová okna, frekvenční filtry, antialiasing, šířka pásma, rozlišení, průměrování FFT, CPB.