Устройство для контроля вибраций Советский патент 1983 года по МПК G01H1/08 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано при испытаниях и эксплуатационном контроле различных объектов, например судовых, авиационных и других двигателей.

Известно устройство для контроля, сигнализации и защиты оборудования по вибрационным перегрузкам,; содержащее последовательно соединенные датчик вибрации, усилитель, выпрямитель, самопишущий потенциометр, обеспечивающий регистрацию уровня крнтролируемрго вибрационного сигнала, каретка которого выполняет функцию порогового детектора (|1.

Недостатком устройства является большая инерционность цепи контроля, не позволяющая эффективно защищать испытуемый объект от быстро развивающихся перегрузок.

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля вибраций, содержащее последовате.льно соединенные вибропреобразователь, полосовый фильтр, масштабирующий усилитель и пороговый элемент с подклю-ченным к его второму входу задатчиком уровня, логическую схему, подключенные к ее выходам блоки защиты и

аварийной сигнализации, и блок преду предительной сигнализации 2 .

Недостатком устройства является малая точность контроля, обусловленная погрешностями за счет пульсаций отфильтрованного сигнала, и не:стабильностью тока срабатывания электромагнитных реле, являющихся пороговыми блоками, а также невозможность

10 контроля уровня вибрации л инфразвуковом диапазоне частот из-за низкого быстродействия.

Цель изобретения - повышение точности контроля и расширение частот15ного диапазона в область низких ч,астот. Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля вибраций, содержащее последовательно сое20диненные вйбропреобразователь, полосовый фильтр, масштабирующий усилитель и пороговый элемент с подключенным к его второму входу задатчиком уровня, логическую схему, подклю25 ченные к ее выходам блоки защиты и аварийной Сигнализации, и блок предупредительной сигнализации,снабжено подключенным входом к выходу масштабирукяцего усилителя нуль-органом,

30 триггером, S-вход которого соедияен с выходом порогового блока, С-вход к выходу нуль-органа, п-разрядным регистром сдвига, входы которого со единены с выходами триггера и нульоргана, преобразователем код-аналог входы которого подключены к выходам регистра сдвига,- блоком сравнения, к одному входу которого подключен второй задатчик уровня, к второму выход преобразователя код-аналог, к выходу - вход логической схемы, а вход блока предупредительной сигнализации подключен к выходам регистра сдвига. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для контроля вибрацийг на Фиг.2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства; на фиг. 3 - таблица состоя ний элементов функциональной схемы. Устройство содержит последовател но соединенные вибропреобразователь 1, полосовый фильтр 2, масштабирующ усилитель 3 и пороговый элемент 4 с подключенным к его второму, входу за датчиком 5 уровня, чуль-оргак 6, вх дом подключенный к выходу масштабирующего усилителя 3, триггер 7, S-в дом соединенный с пороговым элементо 4, С-входом соединенный с выходом нуль-органа б и выходом - с входом п-разрядного регистра 8 сдвига, С-вход которого подключен к выходу нуль-органа, выходы регистра 8 сдвиг подключены к блоку 9 предупредительной сигнализации и входам преобразователяЮ код-аналог, выход которого связан с входом блока 11 сравнения, второй вход которого соединен с вторым задатчиком 12 уровня, а выход с входом логической схемы 13, выходы которой соединены с блоком 14 аварий ной сигнализации и блоком 15 защиты Устройство работает следующим образом. Сигнал от вибропреобразователя 1 подается на вход пол.осового фильтра 2, формирующего частотный диапазон устройства. Параметры фильтра 2 опре деляются характером контролируемого сигнала и задачами контроля. С выхода фильтра 2 сигнал поступает на вход масштабирующего усилителя 3, где он трансформируется в рабочий амплитудный диапазон порогового элемента (фиг. 2а, фиг. За). Усиленный сигнал вибраций подается на входы порогового элемента 4 и нуль-органа б. Уровень сравнения порогового элемента 4. выполненного, например, на базе операционного усилителя, устанавливается первым задатчиком 5 уровня (фиг. 2а, фиг. За). Если амплитуда контролируемого периода пр вышает уровень сравнения, пороговый элемент 4 выдает нулевой сигнал (фиг. 2в) . Этот сигнал по установочному входу S устанавливает триггер 7в единичное состояние (фиг. 2г). Нуль-орган 6 формирует единичные сигналы, равные по длительности отрицательному полупериоду сигнала (фиг. 2б). Перепадом из состояния 1 в состочние .О сигнала нуль-органа 6, поступившего на синхровход С п-разрядного регистра 8 сдвига, единичный сигнал, поступающий с триггера 7 на информационный вход V, заносится в первый разряд регистра 8(фиг. 2д, фиг. Зб). Этим же фронтом сигнала информация, занесенная в регистр В сдвига, сдвигается на один разряд вправо (фиг. Зб) , а триггер 7 по синхровходу С устанавливается в исходное нулевое состояние (фиг 2г). Триггер 7 обеспечивает запоминание срабатывания порогового элемента 4 до окончания контролируемого отрицательного полупериода. Если амплитуда следующего контролируемого периода сигнала не превышает уровень сравнения, триггер 7 остается в нулевом состоянии. В этом случае сигналом нуль-органа б в первый разряд регистра 8 заносится нулевой сигнал, а информация, записанная в первый разряд при контроле предыдущего периода, сдвигается.вправо, т.е. во второй разряд. Соответст- венно сдвигается информация и в остальных разрядах на один разряд вправо. Триггер 7 в этом случае задним фронтом сигнала нуль-органа 6 остается в нулевом состоянии. На фиг.Зб показано состояние восьмиразрядного регистра В при контроле пульсирующего сигнала вибраций (фиг. За),состоящего из 17 периодов. Результаты контроля каждого периода находятся в регистре 8, смещаясь с первого разряда до вытеснения, в течение контроля последующих п периодов. Причем число разрядов регистра п определяет-степень интеграции второй ступени контроля и, в случае необходимости, может изменяться. С выходов регистра В информация вьщается на блок 9 предупредительной сигнализации, содержащий п индикаторов, выполненных, например, на светодиодах. Табло в динамике отображает информацию, находящуюся в регистре 8 сдвига. Эта же информация с регистра 8 сдвига выдается на п входов преобразователя 10 код-аналог. Пример его исполнения показан на фиг. 1. Он содержит п одинаковых цепочек,состоящих из диода и резистора, и общий нагрузочный резистор. Диоды обеспечивают термокомпенсацию,развязку цепочек и запирание остаточного нулевого сигнала выходов регистра (ctO,4 В). Суммарный аналоговый сигнал с выхода преобразователя 10 подается на вход блока 11 сравнения (фиг. Зв), На второй вход блока 11 сравнения

с второго задатчика 12 уровня подается напряжение, соответствующее предельно допустимому числу периодов, превысивших заданное амплитудное значение (из периодов, результаты контроля которых занесены в регистр 8). Причем, установка уровня сравнения может осуществляться дискретно или попарно. При плавном регулировании уровня в реглстр 8 вручную заносится требуемое число единиц (контроль этой операции выполняется по табло предупредительной сигнализации). После этого уровень плавно изменяется до срабатывания блока 11 сравнения, о чем сигнализируется на блоке 14 аварийной сигнализации.

Если сигнал с преобразователя код-аналог 10 превышает уровень сравнения, блок 11 сравнения выдает единичный сигнал на вход логической схемл 13 (фиг. Зв). Она вырабатывает команду на включение блока 14 аварийной сигнализации и блока 15 включения защиты (фиг. Зг). Логическая схема 13 ставит на блокировку команду Защита, при необходимости формирует регулируемую задержку включения защиты, формирует команду Сброс, блокирует команду Защита и на время настроечных работ и т.д. I Использование устройства для контроля вибраций позволяет обеспечить более точный контроль вибрационных процессов и дает возможность контроля в инфразвуковом диапазоне частот .Цифровая обработка информации позволяет повысить помехозсццищенность устройства.

Формула изобретения Устройство для контроля вибраций, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, п осовый фильтр, масштабирующий усилитель и пороговый элемент с подключенным к его второму входу задатчиком уровня, логическую схему, подключенные к ее выходам блоки защиты и аварийной сигнализации, и блок предупре0 дительной сигнализации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля и раонире.ния частотного диапазона в область низких частот, оно снабжено подклю5 ченным входом к выходу масштабирующего усилителя нуль-органом, триггером, 5-вход которого соединен с вы-. ходом порогового блока, - к выходу нуль-органа, п-разрядным регистром сдвига, входы которого соеди0нены с выходами триггера и нуль-органа, преобразователем код-аналог, входы которого подключены к выходам регистра сдвига, блоком сравнения, к одному входу которого подключен

5 второй задатчик уровня, к второму выход преобразователя код-аналог, к выходу - вход логической схемы, а вход блока предупредительной сигнализации подключен к выходам регист0ра сдвига.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Передовой производственнотехнический опыт. Сер.КИА,1980,3.

5 2. Авторское свидетельство СССР № 161507, кл. G 01 М 7/00, 1965 (прототип).