Радиоволновый датчик виброперемещений Советский патент 1985 года по МПК G01H9/00 

(Л

с

РАДИОВОШОВОЙ ДАТЧИК ВИБРОПЕРЦМЕЩЕНИЙ, содержащий приемопередатчик и антенну, отличаючийс я тем, что, с целью повышения достоверности измерений, он снабжен вибратором, вьтолненным в виде пластины, один конец которой консольно скреплен с антенной, электромагнитом и звуковым генератором, электрически соединенным с электромагнитом, а антенна выполнена с возможностью перемещения вдоль оси излучения.

ел

СП

00 О)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактных измерений малых перемещений и вибраций различных механизмов и машин,

Известен радиоволновой датчик перемещений, вьшолненный в виде и-образного диэлектрического волновода, плечи, которого закреплены на плоскостях, колеблющихся относительно друг друга, при этом один конец волновода соединен с генератором радиоволн, а другой - с приемником. При изменении радиуса кривизны волновода происходит изменение вносимого им затухакия радиоволн 1.

Однако датчик характеризуется недостаточной достоверностью крнтроля,.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является радиов.олно. вой датчик перемещения, приемопередатчик и антенна L2.

Недостатком этого устройства является низкая достоверность измерения, так как крутизна преобразования, неоднозначно за.висит от расстояния между антенной и объектом.

Цель, изобретения - повьшение достоверности измер.ений,

Цель достигается тем, что радиоволновой датчик виброперемещений, содержащий приемопередатчик и антенну, снабжен вибратором, выполненным в виде пластины, один которой консольно скреплен с антенной, электромагнитом и звуковым генератором, электрически соединенным с электромагнитом , а антенна выполнена с возможностью перемещения вдоль оси излз ения.

На чертеже схематически приведена конструкция датчика.

Радиоволновой датчик виброперемещений содержит приемопередатчик 1 антенну 2, волновод 3, пластину 4 вибратора, консольно скрепленную с антенной 2, другой конец которой возбу7кдается электромагнитом 5, обмотка 6 которого соединена с генератором 7 низкой частоты, на плоскости антенны 2 установлен поглощающий экран 8, антенна 2 выполнена с возможностью перемещения вдоль оси излучения, направленной к объекту 9,

Датчик работает следующим образо

В .радиоволновом виброметре используется явление сдвига фазы синхронно с любым перемещением объекта 9 относительно антенны 2, Такой же сдвиг образуется при перемещениях аИтенны 2 относительно объекта 9, Благодаря этому при условии нормированного перемещения или колебания антенны 2 появляется возможностью объективно количественно оценивать .величину перемещений и объекта относительно антенны, В датчике нормирование величины колебаний антенны 2 осуществляется использованием заостренного сердечника электромагнита 5, возбуждающего колебания пластины 4 вибратора. Частота колебаний определяется собственной резонансной частотой пластины 4 с учетом влияния оказываемого массой антенны 2 с уп ругим волноводом 3, с которыми этот вибратор механически связан.

Напряжение, подаваемое на обмотку 6 электромагнита от генератора 7 низкой частоты, несколько больше необходимого для раскачки 4 вибра.тора. Однако максимальный размах колебаний вибратора всегда ограниченместом расположения острия сердечника электромагнита 5, являющегося концентратором магнитного поля. Хотя напряжение генератора 7 низкой частоты превышает необходимое, амплитуда колебаний конца пластины 4 вибратора не может превышать величины, заданной положением острия сердечника, так как за острием возникает тормозящая сила, ограничивающая амплитуду колебаний. За -счет этого размах колебаний стабилизируется независимо от стабильности напряжения питания электромагнита 5 и его частоты в достаточно широких пределах.. .

Из-за большой разницы масс антенной системы (антенны, упругого отрезка волновода и поглощающего экрана) и вибратора антенна 2 колеблется с гораздо меньшей, но стабильной амплитудой (если вибратор колеблется с размахом до 10 мм, то антенна до 0,1 мм). Величина колебаний подбирается и замеряется, например, с помощью микроскопа с координатной миллиметровой сеткой.

При работе вибратора производитс оценка условий распространения.

31

отражения и приема электромагнитных волн, т.е. осуществляется проверка радиоволнового канала с нормированным виброперемещением. При этом, перемещая антенну, выбирают точку, на которой крутизна преобразования однозначна, одновременно калибруют датчик, сравнивая получаемьй сигнал

1558674

с приемопередатчика и известным механическим перемев1ением антенны.

Предлагаемый датчик обладает повьппенной достоверностью измерений 5 за счет предварительной оценки условий распространения и отражения электромагнитных волн,проверки радиоволнового канала датчик - объект измерений.