Ультразвуковой фазовый измеритель виброперемещений Советский патент 1985 года по МПК G01H1/00 G01B17/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в ультразвуковой виброметрии и является усовершенствованием устройства по основному авт.св. № 1048330

Целью изобретения является повышение точности и расширешге диапазона измерений.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого ультразвукового измери теля виброперемещений.

Измеритель содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, линию 2 задержки с управляемыми входами, излучающий преобразователь 3, взаимодействующий с исследуемым объектом 4, приемный преобразователь 5, фазовый детектор 6, второй вход которого подключен к входу излучающего преобразователя 3, аналого-цифровой преобразователь 7 и блок 8 обработки информации. Выход фазового детектора 6 соединен с входом компаратора 9, выход которого соединен с входом коммутатора 1C и вто рым входом блока 8 обработки инфор мации. Другие входы компаратора 9 соединены с выходом источника И опорного напряжения. Выходы коммутатора 10 соединены с управляющими входами управляемой линии 2 задержки ,

Выход приемного пр.еобразователя 5 подключен через последовательно соединенные амплитудный детектор 12, блок 13 квантования по уровню и диффереициатор 14 к счетному триггеру 15, выходы которого связаны соответственно с одними входами двух элементов 16 и 17 совпадения, другие входы которых подключены к выходу генератора 18 тактовых импульсов. Измерйгель содержит также два шаговых двигателя 19 и 20, на валах которых установлены соответственно излучающий и. приемный преобразователи 3 и 5. Выход первого элемента 16 совпадения связан с первой обмоткой первого шагового двигателя 19 и с второй обмоткой второго шагового двигателя 20, а выход второго элемента 17 совпадения соединен с второй обмоткой первого шагового двигателя 19 и с первой обмоткой второго шагового двигателя 20.

Измеритель работает следующим образом.

7477,72

Выходной сигнал задающего генера тора 1 через линию 2 задержки поступает на излучающий преобразователь 3.I

Необходимым условием для минимизации нелинейных искажений выходного сигнала фазового детектора 6 яв.ляется выбор оптимального расстояQ ния R. излучателя до исследуемого

объекта, т.е. первоначальная задержка сигнала должна удовлетворять

условию R (--- + 7) А , где п , число дискретных изменений фазы, равное числу управляющих входов линии 2 задержки, 9 длина ультразвуковой волны в воздухе. При виброперемещениях исследуемого объекта 3 на велиQ чину, меньшую /uR(/. где / R,/ зона, в которой величина выходного сигнала приемного преобразователя 5 находится за пределами чувствительности регулирования, работа измери- теля происходит как в известном устройстве.

При смещении объекта 4 на величину, превышающую /ДК(/, выходной сиг нал приемного преобразователя 5 уменьшается по абсолютной в.еличине. В этом случае продетектированный в амплитудном детекторе 12 сигнал, уменьшенный на величину АU,, кван-. туется с шагом uU К R,, где uU( - шаг квантования аналогового

5 выходного сигнала амплитудного детектора 12; К - коэффициент пропорциональности.

На выходе блока 13 квантования по уровню аналоговый сигнал имеет сту0 пенчатый вид, который дифференцируется и поступает на счетный вход счет ного триггера 15, Это приводит к опрокидыванию последнего от импульсов отрицательной полярности, соответст5 вующих спаду аналогового сигнала.

Выходной сигнал инверсного (прямого) выхода триггера 15 открывает элемент 16 совпадения и последовательность импульсов генератора 18

поступает одновременно на первый второй) вход шагового двигателя 19 и на второй первьш) вход шагового двигателя 20. Вследствие этого направление вращения валов шаговых дви5 гателей изменяется на противоположное, тем самым система постоянно самоподстраивается на оптимальное положение, при котором значение напря3 11747774

жения принимаемого сигнала достигает, ловленных расфокусировкой излучаюмаксимальной величины.щего и приемного преобразователей

Экономический эффект от внедренияпри измерении виброперемещений, намноизобретения заключается в повышенииго превышающих длину ультразвука в

точности измерения за счет устране-$ воздухе, а также в повьшении чувстния ложных отраженных сигналов, обус-вительности устройства.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ФАЗОВЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВИБРОПЕРЕМЕЩЕНИЙ по авт.св. 1048330, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и расширения диапазона измерений, он снабжен двумя шаговыми двигателя,ми, на валах которых установлень соответственно излучающий и приемный преобразователи, генератором тактовых импульсов, подключенными к нему первыми входами двумя элементами совпадения и последовательно соединенными амплитудным детектором, вход которого подключен к выходу приемного преоб разователя, блоком квантования по уровню, диф