Низкочастотный дискретно-аналоговый анализатор вибраций Советский патент 1987 года по МПК G01R23/16 

мый фильтр 3, авекторометр4 снабжен катушками съема, питаемыми от отдельного генератора. На чертеже также показаны преобразователь 1 аналог- код, усилитель 2, неподвижные катушки 5° и 6, 7 и 8 и подвижная измерительная катушка 8 векторометра, задающий генератор 19 звуковой частоты, формирователь 11, делитель 12 частоты, функциональный преобразователь 13 аналог-код, генератор 14 съема, резонансный усилитель 15,регист1

. Изобретение относится к измерительной технике, в частности к дискретно-аналоговым анализаторам вибраций, и может быть применено, например, для диагностики турбоагрегатов с помощью виброакустйческих методов,

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности анализатора, а также обеспечение возможности автоматизации процесса измерений.

Поставленная цель достигается тем что в известный низкочастотный ана- 1изатор введен дополнительно перестраиваемый фильтр, а векторометр. снабжен специальными катушками съема, запитываемыми от отдельного генератора.

На чертеже представлена структурная схема анализатора.

Анализатор содержит преобразователь 1 аналог-код, расположенный на входе анализатора, связанный с его выходом усилитель 2 исследуемого сигнала, перестраиваемый фильтр 3, подключенный одним входом к выходу усилителя 2, векторометр 4, включающий две неподвижные катушки 5 и 6, состоящие из включенных полукатушек, две неподвижные катушки 7 и 8 и подвижную измерительную катушку 9. В анализаторе имеется также задающий Генератор 10 звуковой частоты, связанный через формирователь 1I с вторым входом преобразователя 1 и входом делителя 12 частоты, выход которого соединен с входом функционального преобразователя 13 код-аналог.

ратор 16 амплитуды, сигнализатор 17, блок 18 управления, генератор 19 линейно изменяющегося напряжения, сумматор 20, управляющий элемент 21, фильтр 22 низких частот, фазовыу детектор 23, частотомер 24, регистратор 25 частоты, орган 26 регулировки положения захвата системы автоподстройки фазы. Предлагаемый анализатор позволяет автоматизировать процесс измерений и исключить погрешности, вносимые оператором. 1 ил.

Выходы последнего подключены соответственно к полукатушкам катушек 5 и 6. Катушки 7 и 8 связаны с генератором 14 съема, а измерительная катуш- ка 9 подсоединена к выходу фильтра 3, который подключен через узкополосный резонансный усилитель I5 к регистратору 16 амплитуды, сигнализатору 17 и к входу блока 18 управления, связанного своим выходом с генератором 19 линейно изменяющегося напряжения. Выход последнего подключен к второму входу фильтра 3 и к одному -из входов сумматора 20, подключенного своим выходом через управляющий элемент 21 к входу генератора 10, а вторым входом через фильтр 22 низ- ких частот соединен с выходом фазового детектора 23, который одним своим входом связан с выходом фильтра 3, а другим - с одним из выходов преобразователя 13, с которым соединен также через частотомер 24 регистратор 25 частоты. Управляющий элемент 21, сумматор 20, фильтр 22 и фазовый детектор 23 образуют орган регулировки полосы захвата системы автоподстройки фазы.

Устройство работает следующим образом.

По команде блока I8 управления линейно изменяющееся выходное напряжение генератора 19 последовательно смещает полосу пропускания перестраи- ваемого фильтра 3 в диапазоне рабочих частот анализатора. Одновременно .напрялсение генератора 19 через сумматор 20 и управляющий элемент 21 пе

рестраивает генератор 10, поддерживая частоту его выходного напряжения близкой к частоте фильтра 3. При попадании одной из гармоник исследуемого сигнала в полосу пропускания фильтра 3 его выходной сигнал поступает на один из входов фазового детектора 23, на второй вход которого поступает косинусная составляющая опорного напряжения, вырабатываемого функциональным преобразователем 13. Выходной сигнал фазового детектора 23 определяется разностью частот настройки фильтра 3 и генератора 10. При его поступлении через фильтр 22 в сумматор 20 генератор 10 настраивается на частоту выделяемой гармоники с точностью до сдвига фаз, что и обеспечивает точную настройку анализатора. При этом фильтр 3 обеспечивает грубую селекцию сигнала. Высокая избирательность анализатора достигается благодаря избирательным свойствам векторометра 4, полоса пропускания которого составляет 0,1...О,5 Гц. На его катушки 5 и 6 с выхода функционального преобразователя 13 поступают сдвинутые на 180 однополярные синусоиды и косинусоиды соответственно, которые формируют по каждой из осей векторометра 4 синусоидальное (косинусоидальное) магнитное поле, не имеющее постоянной составляющей и воздействующее на подвижную измерительную катушку 9, которая осуществляет точную селекцию исследуемого сигнала Катушки 7 и 8 векторометра 4 питаются ортогональными точками генератора 14 съема, частота которого постоянна и ее значение находится вне частотного диапазона анализатора. Сигнал, порпорциональный амплитуде, выделенной составляющей спектра и соответственно углу отклонения катушки 9 под воздействием частоты генератора 14 съема, выделяется резонансным усилителем 15 и поступает на регистратор 16 амплитуды, сигнализирующее устройство 17 и на вход блока 18 управления, функционирующего как временное программное устройство и вырабатывающего интерва времени, необходимый для измерения и записи вьщеленного сигнала. В момент достижения максимального значения сигнала на входе блока 18 он приостанавливает изменение напряжения генератора 19 и тем самым пере

5

стройку фильтра 3 и задающего генератора 10 на время, достаточное для регистрации измеряемых параметров исследуемой составляющей. По истечении заданной вьщержки времени напряжение генератора 19 продолжает изменяться до попадания в полосу пропускания фильтра 3 следующей составляющей исследуемого сигнала. Поскольку полоса пропускания анализатора в целом определяется полосой захвата и удержания системы автоподстройки фазы, для получения постоянной относитель- g ной добротности орган регулировки полосы захвата объединен с органом перестройки частоты генератора 10 таким образом, что увеличением рабочей частоты последнего полоса захвата и удержания системы автоподстройки увеличивается по тому же закону, С изменением частоты генератора 10 изменяется и частота управляющих импульсов, поступающих с выхода формирователя

11на один из входов преобразователя 1, что эквивалентно введению в измерительный канал анализатора фильтра низких частот с частотой среза, изменяющейся синхронно частоте задающего генератора 10. Выходные импульсы формирователя 11 используются также

для получения упомянутых синусоид и косинусоид с уменьшенной делителем

12частотой. Их частота измеряется частотомером 24 и регистрируется в регистраторе 25 частоты.

При достижении границы диапазона перестройки генератор 19 переходит в исходное состояние и приводит тем самым в исходное положение фильтр 3 и генератор 10. В дальнейшем процесс анализа циклически повторяется аналогично описанному.

Таким образом, предлагаемьш анализатор по сравнению с прототипом позволяет автоматизировать процесс анализа и, как следствие, исключить субъективные погрешности, вносимые оператором в результаты измерений, а также обеспечивает автоматическую регистрацию амплитуды и частоты вьще- ляемой перестраиваемым фильтром составляющей. Этот фильтр подавляет все мешающие гармоники, что повышает чувствительность анализатора в 1,5 раза. Формула изобретения

Низкочастотный дискретно-аналоговый анализатор вибраций, содержащий

0

5

0

5

0

5

последовательно соединенные преобразователь аналог - код и усилитель, регистратор амплитуды и сигнализатор, систему автоподстройки фазы, содержащую последовательно соединенные фазовый детектор и Фильтр, а также управляющий элемент, выход которого подключен к последовательно соединенным генератору звуковой частоты, формирователю, делителю частоты и преобразователю код - аналог, при этом выход формирователя подключен также к второму входу преобразователя аналог - код, синусные и косинусные выходы преобразователя код - аналог соединены с полукатушками двух катушек векторометра, содержащего также подвижную измерительнзпо катушку, вход косинусной полукатушки соединен с входами фазового детектора и частотомера, выход которого подключен к регистратору частоты, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, а также обеспечения автоматизации проРедактор Л.Веселовская

Составитель А.Орлов

Техред Л.Олийнык Корректор В.Бутяга

Заказ 5562/44Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

цесса измерений, в него дополнительно введены генератор съема, резонансный усилитель, перестраиваемый фильтр, блок управления, генератор линейно изменяющегося напряжения и сумматор, а . векторометр снабжен дополнительно дву- мя катушками съема, которые подключены к выходам генератора съема, причем перестраиваемый фильтр связан одним входом с выходом усилителя исследуемого сигнала, а выходом - с вторым входом фазового детектора и с вхоДом подвижной измерительной катушки векторометра, который соединен также с входом резонансного усилителя, а его выход подключен к регистратору амплитуды, сигнализатору и входу блока управления, связанного выходом с входом генератора линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен с вторыми .входами управляемого фильтра и сумматора, подключенного вторым входом к выходу фильтра низкой частоты, а выходом - к входу управляющего элемента.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для, диагностики турбогенераторов с помощью виброакустических методов. Целью изобретения является повышение чувствительности и точности анализатора и обеспечение возможности автоматизации процесса измерений. Для достижения этой цели в устройство дополнительно введен перестраивае(Л оо ел to со со to