Устройство для виброакустической диагностики роторных машин Советский патент 1984 года по МПК G01M7/00 G01M15/00 

1

Изобретение относится к виброакустической диагностике машин и может использоваться для контроля технического состояния роторных машин в процессе их эксплуатации и ремонта

Известно устройство для виброакустической диагностики роторных машин, содержащее вибррпреобразователь, блок согласования, смеситель, фильтр промежуточной частоты и измерительное устройство lj .

Недостатком устройства является невозможность оперативной настройки на заранее выбранную составляющую спектра вибрации, а также невозможность контроля частоты вращения ротора диагностируемой машины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для виброакустической диагностики роторньгх машин, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, блок согласования, полосовой фильтр, смеситель, фильтр промежуточной частоты, детектор и измерительный блок, а также умножитель частоты, выход которого подключен к второму входу смесителя 2.

Недостатком известного устройства является узкая область применения, что обусловлено ограниченностью диапазона изменения частоты враш:ения диагностируемой машины, в котором возможен контроль ее скоростного режима и параметров информативных составляющих спектра вибрации.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля.

Поставленная цель достигается тем что устройство для виброакустической диагностики роторных машин, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, блок согласования, смеситель, фильтр промежуточной частоты, детектор и измерительный блок, а также умножитель частоты, вькод которого подключен к второму входу смесителя, снабжено последовательно соединенными фильтром нижних частот, вход которого подключен.к выходу блока согласования, детектором среднеквадратических значений, делителем напряжения и перестраиваемым полосовым усилителем, выход которого подключен к входу умножителя частоты, а второй вход - к выходу фильтра нижних частот.

43702

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные вибропреобразова5 тель 1, блок 2 согласования, смеситель 3, фильтр 4 промежуточной частоты, детектор 5 и измерительный блок 6, а также последовательно включенные фильтр 7 нижних частот, детектор

10 8 среднеквадратических значений,

делитель 9 напряжения, перестраиваемый полосовой усилитель 10 и умножитель 11 частоты, выход которого подключен к второму входу смесителя

15 3. Второй вход перестраиваемого полосового усилителя 10 подключен к выходу фильтра 7 нижних частот.

Устройство работает следующим об20 разом.

Сигнал с вибропреобразователя 1 через блок 2 согласования поступает одновременно на измерительный и

управляющий каналы. На входе управляющего канала установлен фильтр 7 нижних частот, частота среза которого равна мак симально возможной частоте вращения ротора диагностируемой

0 машины. Пропущенный через фильр 7 нижних частот сигнал поступает на детектор 8 среднеквадратических значений и на сигнальный вход перестраиваемого полосового усилителя 10,

причем управляющий вход этого усилителя через делитель 9 напряжения соединен с выходом детектора 8 среднеквадратических значений.Экспериментально установлено, что среднеквад-ратическое значение уровня вибрации роторной машины (например, турбохолодильного агрегата) в полосе частот от единицы герц до частоты, равной максимально возможной частоте вращения ротора (роторной гармоники при максимальном скоростном режиме) , линейнозависит от частоты вращения ротора в диапазоне ее изменения 30-100% от максимально возможного значения. Причем рассеивание в каждом сечении указанной зависимости не превьшает от ее среднего значения.

В связи с этим, подав через дели5 тель 9 напряжения, который вьшолняет функцию подстроечного элемента, постоянное напряжение (пропорциональное частоте вращения ротора) на управляющий вход перестраиваемого усилителя 10, можно осуществить его настройку на частоту роторной fp гармоники. При этом соответствующим выбором полосы пропускания фильтра можно обеспечить надежное попадание в нее роторной гармоники и, следовательно, ее надежное выделение. Умножитель 11 частоты производит умножение вьщеленной роторной гармоники на выбираемый оператором коэффициент К. Анализируемый сигнал, содержа щий информативную спектральную составляющую с частотой ff и сигнал с выхода умножителя с частотой f kfр, поступает на балансный смеси тель 3. С помощью узкополосного фильтра 4 промежуточной частоты вьзделяется сигнал промежуточной час тоты f tip , значение которой определя ется выражением f пр f с - f Сигнал промежуточной частоты детектируется в детекторе 5, а амплит 70 да его определяется с помощью измерительного блока 6. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществить следящий спектральный анализ виброакустического сигнала роторной машины в широком диапазоне изменения ее частоты вращения в том числе в динамическом режиме, что значительно расширяет область его применения. В частности, устройство может быть использовано для реализации процессов диагностирования роторных мащин, основанных на измерении амплитуд различных спектральных составляющих сигнала вибрации в переходных режимах. В свою очередь расширение области применения устройства обеспечивает повьпиение эффективности процессов диагностирования и снижения затрат на техническое обслуживание и ремонт различных роторных машин, например авиационных турбохолодильных агрегатов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ РОТОРНЫХ МАШИН, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, блок согласования, смеситель, фильтр промежуточной частоты, детектор и измерительный блок, а также умножитель частоты, выход которого подключен к второму входу смесителя, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, оно снабжено последовательно соединенными фильтром нижних частот, вход которого подключен к выходу блока согласования, детектором среднеквадратических значений, делителем напряжения и перестраиваемым полосовым усилителем, выход которого i подключен к входу умножителя частоты, а второй вход - к выходу (Л фильтра нижних частот.