Устройство для измерения вибраций объектов (его варианты) Советский патент 1986 года по МПК G01B11/00 

ходу излучения от светоделителя перед диафрагмой, а другой в опорном, по ходу излучения от светоделителя перед фотоприемником, оба объектива размещены в одной плоскости, а светоделитель вьшолнен в виде прозрачного диска, на каждой стороне которого нанесены маски, представляющие собой полукружья, сдвинутые

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптическим устройствам для измерения вибрации и линейных перемещений объектов, и может быть использовано в системах автоматического контроля и регулирования энергетического оборудования и различных технологических процессов.

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерения и расширение класса контролируемых объектов.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения вибраций объектов имеет два канала - опор- ньй и измерительный, излучение от объекта поочередно направляется то в один, то в другой канал, что, в свою очередь, обеспечивает максимально возможную глубину модуляции и, следовательно, повышает соотношение сиг- нал/щум.

На фиг.1 приведена оптическая схема устройства для измерения вибраций объекта; на фиг.2 - схема вьтол- йения светоделителя с нанесенными на его стороны маскамиJ на фиг.З - другой вариант схемы вьшолнения светоделителя.

Устройство по первому варианту содержит источник 1 излучения, светоделитель 2, установленный под углом к оптической оси, и фокусирующий объектив 3, установленньй по ходу излучения за светоделителем 2.

Позицией А обозначена поверхность объекта, вибрации которого подлежат контролю. Устройство по первому варианту содержит также два объектива .5 и 6, расположенных в опорном и

на 180 одно относительно другого, с прорезями в виде концентричных полукругов с симметрично расположенными относительно осей двух объе|«- тивов, фокусирующий объектив распола гается перед объектом контроля в ходе излучения, отраженного от него, а светоделитель установлен с возможностью вращения вокруг своей оси.

5

0

5

0

5

0

измерительном пучках, диафрагму 7, расположенную в измерительном пучке за объективом 5, два фотоприемника 8 и 9, установленных в одной плоскости в каждом из пучков, и электронный блок 10 сравнения и обработки сигналов с фотоприемников 8 и 9. . Светоделитель 2 (фиг.2) вьшолнен в виде прозрачного диска, на каждой стороне которого нанесены маски, представляющие собой полукружья, сдвинутые на 180 одно относительно другого, с прорезями в виде равновеликих секторов и полуколец, расположенных симметрично относительно осей каждого из объективов 5 и 6.

В устройстве по второму варианту светоделитель 2 выполнен в виде прозрачного диска, на каждой стороне которого нанесены маски, представляющие собой полукружья, сдвинутые на 180° одно относительно другого с прорезями в виде концентричных полукругов с симметрично расположенными относительно осей двух объективов 5 и 6.

Устройство по первому варианту работает следующим образом.

Излучение от источника 1 через прозрачное полукольцо светоделителя 2 проходит к фокусирующему объективу 3 и сходящимся пучком падает на поверхность объекта 4, параметры вибрации которого подлежат измерению. Отраженная назад поверхностью объекта 4 часть излучения собирается фокусирующим объективом 3 и параллельным пучком света падает на отражающий сектор светоделителя 2. Светоделителем 2 излучение разделяется на измерительный и опорный пучки и попадает

3

на объективы 5 и 6 промодулированным по амплитуде с частотой, зависящей от скорости вращения светоделителя 2 и количества секторов. От светоделителя 2 излучение попадает поочередно то в опорный, то в измерительньй каналы, последний из которых снабжен диафрагмой 7, установленной в фокальной плоскости объектива 5. Во время, когда поверхность контролируемого объекта 4 находится в фокальной плоскости фокусирукщего объектива 3, сигналы фотоприемников 8 и 9 равны, и на выходе блока 10 обработки сигналов вьщеляется нулевое разностное напряжение. При смещении поверхности объекта 4 в ту или иную сторону от положения фокуса объектив 3 изображение светового пятна на поверхности объекта 4, сформированное объективом 5 в плоскости диафрагмы 7, увеличивается, и, если диаметр

23029Л

пятна больще диаметра отверстия диафрагмы 7, то световой поток, падающий на фотоприемник 9 изл чения, уменьщается пропорционально смещению е поверхности объекта 4.. При повороте светоделителя 2, когда отраженное назад от поверхности объекта 4 излучение падает на заднюю по ходу луча поверхность светоделителя, световой 10 поток попадает на объектив 6, состоящий в опорном канале, и фотоприемник 8, что позволяет отслеживать изменения мощности источника 1 излучения и свойств отражающей поверхнос- 15 ти объекта 4.

Устройство по второму варианту работает аналогичным образом, однако благодаря прорезям в светоделите- 0 ле 2, выполненным в виде концентричных полукругов, глубина модуляции ста- новится близкой 100%.

1. Устройство для измерения вибраций объектов, содержащее источник излучения и последовательно ус- тановленные по ходу излучения светоделитель, разделяющий излучение на два пучка - опорный и измерительный, диафрагму, расположенную в измерительном пучке, два фотоприемника, установленные один в измерительном пучке по ходу излучения за диафрагмой, а другой в опорном пучке по ходу излучения от светоделителя, блок обработки сигналов, соединенный входом с выходами каждого из фотоприемников, и фокусирующий объектив, о тлич ающе е ся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения и расширения класса контролируемых объектов, оно снабжено двумя объективами, установленными один в измерительном пучке по ходу излучения от светоделителя перед диафрагмой, а другой в опорном пучке по ходу излучения от светоделителя перед фотоприемником, оба объектива размещены в одной плоскости, а светоделитель выполнен в виде прозрачного диска, на каждой стороне которого нанесены маски, представляющие собой полукружья, сдвинутые на 180 одно относительно другого, с прорезями в. виде равновеликих секторов и полуколец, расположенных симметрично относительно осей каждого из объективов, а фокусирующий объектив располагается перед объектом контроля в ходе излучения, отраженного от него, а светоделитель установлен с возможностью вращения вокруг своей оси. 2. Устройство для измерения вибраций объектов, содержащее источник излучения и последовательно установленные по ходу излучения светоделитель, разделяющий излучение на два пучка - опорный и измерительный, диафрагму, расположенную в измерительном пучке, два фотоприемника, установленные один в измерительном пучке по ходу излучения за диафрагмой, а другой в опорном пучке по ходу излучения от светоделителя, блок обработки сигналов, соединенный входом с выходами каждого из фотоприемников, и фокусирующий объектив, о т- личающееся .тем, что, с целью повьшения чувствительности и точности измерения и расширения класса контролируемых объектов, оно снабжено объективами, установленными один в измерительном пучке по . to

Su cSepjry

6tiff

/

Фиг

Bt/d cBepxy

Bud снизу

Редактор О.Головач

Составитель Н.Чичварин

Техред О.Сопко Корректор В.Бутяга

Заказ 1700/42 Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фи.3