ИЗМЕРИТЕЛЬ ВИБРАЦИИ Российский патент 1994 года по МПК G01H9/00 

Описание патента на изобретение RU2025670C1

Изобретение относится к виброметрии и может быть использовано в качестве измерителя вибрации.

Известен измеритель вибрации [1], содержащий генератор СВЧ, двойной волноводный Т-образный мост, антенну, регулируемую нагрузку и детектор с индикатором. Работа измерителя основана на разбалансе моста, который происходит при перемещении контролируемого объекта.

Недостатками данного измерителя являются низкая чувствительность, сложность балансировки моста.

Известен также измеритель вибрации [2], содержащий трехплечий циркулятор, к одному плечу которого присоединен генератор СВЧ, другому - антенна, третьему - детектор с индикатором. Между антенной и циркулятором в волноводе расположен штырь, формирующий опорный сигнал. Работа устройства основана на сравнении опорного сигнала и сигнала, отраженного от вибрирующего объекта.

Недостаток устройства состоит в низкой чувствительности, сложной регулировке.

Известен также измеритель вибрации [3], содержащий приемно-передающую антенну, включенную в частотозадающую цепь генератора СВЧ. Работа измерителя основана на зависимости режима генерации колебаний от воздействия волн, отраженных от вибрирующего объекта.

Недостатком устройства является низкая чувствительность, обусловленная его конструкцией.

Наиболее близким к изобретению является устройство [4], содержащее последовательно соединенные генератор СВЧ, детектор с подключенным к нему индикатором и антенну.

Сигнал, выделяемый на детекторе, пропорционален смещению стоячих волн в линии передачи, из чего следует низкая чувствительность измерителя.

Задачей изобретения является повышение чувствительности измерения вибрации контролируемого объекта.

Это достигается тем, что в измерителе вибрации, содержащем последовательно соединенные генератор СВЧ, детектор с подключенным к нему индикатором и антенну, последнюю располагают с учетом соотношения
+ = +n где l1 - расстояние от антенны до генератора;
l2 - расстояние от антенны до контролируемого объекта;
λв- длина волны в линии передачи;
λo- длина волны в свободном пространстве;
n = 0,1,2...

На фиг. 1 изображена блок-схема измерителя вибрации; на фиг.2 - график зависимости тока квадратичного детектора от расстояния между детектором и объектом; на фиг.3 - зависимость изменения частоты генератора от расстояния между генератором и объектом; на фиг.4 - изменение тока детектора при изменении частоты генератора.

Измеритель вибрации содержит (фиг.1) генератор 1 СВЧ, детектор 2 с подключенным к нему индикатором 3 и антенну 4, соединенные последовательно прямоугольным волноводом.

Измеритель работает следующим образом. Сигнал, генерируемый генератором, излучается антенной, отражается от контролируемого объекта и принимается той же антенной. В результате интерференции прямых и отраженных волн в линии передачи образуется стоячая волна.

Как видно из графика на фиг.2, если n < l < + n, n = 0,1,2..., то увеличение расстояния между детектором и объектом приводит к увеличению тока детектора, а уменьшение этого расстояния - к уменьшению тока детектора. Если + n < l < + n , увеличение расстояния между детектором и объектом ведет к уменьшению тока детектора, уменьшение - к увеличению тока детектора.

Смещение объекта приводит к изменению частоты генерируемого сигнала за счет затягивания частоты. Из графика на фиг.3 видно, что если h = + λn , то увеличение h ведет к увеличению частоты, уменьшение h - к уменьшению частоты. Соответственно, если h = λn, увеличение h приводит к уменьшению частоты, уменьшение h - к увеличению частоты.

Как видно из фиг.4, изменение частоты ведет к изменению тока детектора. Если n < l < + n , увеличение частоты приводит к увеличению тока детектора, если + n < l < + n , увеличение частоты приводит к уменьшению тока детектора. Соответственно уменьшение частоты приводит к обратной ситуации.

Как видно из вышеизложенного, изменение положения объекта приводит к изменению тока детектора посредством двух факторов: смещение стоячих волн, изменение частоты генератора, что также приводит к смещению стоячих волн, за счет изменения длины волны.

Таким образом, путем выбора расстояния от генератора до объекта достигается суммирование изменений тока детектора, обусловленных перечисленными выше факторами. Это расстояние выбирается из соотношения:
h= + n, где n = 0,1,2....

Так как длина волны в передающей линии не всегда совпадает с длиной волны в свободном пространстве, перепишем соотношение в следующем виде:
+ = + n, где l1 - расстояние между генератором и антенной;
l2 - расстояние между антенной и контролируемым объектом;
λв- длина волны в линии передачи;
λo- длина волны в свободном пространстве,
n = 1,2,0....

П р и м е р. Для измерения вибрации используют генератор СВЧ с частотой колебаний 18,3 ГГц и внешней добротностью 300, в качестве детектора - диод Д608, индикатора-осциллографа С1-93, антенны - открытый конец прямоугольного волновода. В качестве передающей линии используют прямоугольный волновод сечением 11 х 5,5 мм2. Измерения показали увеличение чувствительности заявляемого устройства на 70% по сравнению с прототипом (290 мкА/мм против 190 мкА/мм).

Использование данного устройства позволяет осуществлять высокоточные, прецизионные измерения параметров механических колебаний, что открывает широкие возможности для его применения в различных областях народного хозяйства.

Похожие патенты RU2025670C1

название год авторы номер документа
ИЗМЕРИТЕЛЬ ВИБРАЦИИ 1991
  • Уменушкин А.В.
  • Кудряшов С.А.
  • Никитин А.А.
RU2025669C1
СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ НА НАЛИЧИЕ ИСКОМОГО ГАЗА 1995
  • Сомов А.Ю.
  • Иванченко В.А.
  • Лыков Ю.И.
RU2092814C1
УСТАНОВКА ДЛЯ СВЧ-ОБРАБОТКИ 1992
  • Кац Л.И.
  • Сомов А.Ю.
  • Сосунов В.А.
RU2057419C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 1996
  • Чупис В.Н.
  • Иванов С.В.
RU2124733C1
РЕЗОНАТОР НА МАГНИТОСТАТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ 1993
  • Гречушкин К.В.
  • Прокушкин В.Н.
  • Шараевский Ю.П.
RU2057384C1
Измеритель мощности СВЧ 1987
  • Царев Вячеслав Павлович
  • Чупис Владимир Николаевич
SU1456903A1
Устройство для измерения параметров материалов 1987
  • Усанов Дмитрий Александрович
  • Лицов Андрей Андреевич
SU1493939A1
ВОЛНОВОДНО-КОПЛАНАРНЫЙ ПЕРЕХОД 1994
  • Михайлов А.И.
  • Сергеев С.А.
RU2081482C1
ГЕНЕРАТОР СВЧ 1993
  • Усанов Д.А.
  • Горбатов С.С.
  • Вениг С.Б.
  • Семенов А.А.
RU2060577C1
ВОЛНОВОДНЫЙ ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР 1991
  • Кац Л.И.
  • Сосунов В.А.
RU2017290C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 025 670 C1

Реферат патента 1994 года ИЗМЕРИТЕЛЬ ВИБРАЦИИ

Изобретение относится к виброметрии и может быть использовано в качестве измерителя вибрации. Задачей изобретения является повышение чувствительности измерения вибрации контролируемого объекта. Это достигается тем, что в измерителе вибрации, содержащем последовательно соединенные генераторы СВЧ, детектор с подключенным к нему индикатором и антенну, последнюю располагают указанным в ф-ле соотношением. 4 ил.

Формула изобретения RU 2 025 670 C1

ИЗМЕРИТЕЛЬ ВИБРАЦИИ, содержащий последовательно соединенные генератор СВЧ, детектор с подключенным к нему индикатором и антенну, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности измерения вибрации контролируемого объекта, расположение антенны определено из соотношения
+ = +n,
где l1 - расстояние от антенны до генератора;
l2 - расстояние от антенны до контролируемого объекта;
λв - длина волны в линии передачи;
λo - длина волны в свободном пространстве;
n = 0,1,2 ... .

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1994 года RU2025670C1

Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1
Коломейцев Ф.И., Быстроков Н.П., Снежко Е.М
и Харагай Г.И., СВЧ-установка для измерения вибраций
Измерительная техника, 1971
Походная разборная печь для варки пищи и печения хлеба 1920
  • Богач Б.И.
SU11A1

RU 2 025 670 C1

Авторы

Кудряшов С.А.

Уменушкин А.В.

Никитин А.А.

Даты

1994-12-30Публикация

1991-07-17Подача