Анализатор вибраций вращающихся деталей Советский патент 1988 года по МПК G01H1/08 

N

Изобретение относится к измери- тельной технике, может быть исполь- зовано для Виброакустической диагностики деталей и узлов силовых установок и является усовершенствованием устройства по авт.св. №838401.

Цель изобретения - повышение точности измерения в режиме пуска силовой устновки за счет уменьшения времени переходного процесса анализатора вибраций в момент достижения опорной частотой, соответствующей час.тот оборотов, значения нижней границы диапазон а полосы захвата.

На чертеже представлена блок-схема анализатора вибраций вращающихся деталей.

Анализатор содержит генератор 1 переноса частоты, датчики 2 вибраций датчик 3 оборотов, генератор 4 опорной частоты, частотный детектор 5, блок 6 измерения, блок.7 регистрации формирователь 8, коммутатор 9, делитель 10, частотный преобразователь П, фазовьй детектор 12, сумматор 13 управляемый генератор 14, смеситель 15 частот, фильтр 16, делители 17 и 18,временной преобразователь 19, блок 20 сравнения, измерители 21 и 22 периода и синт ронизатор 23.

Выход генератора 1 переноса частоты подключен к первому входу смесителя 15 частот, выход которого через последовательно соединенные фильтр 16, делители 17 и 18 подключен к первому входу фазового детектора 12, вькод которого подключен к первому входу сумматора 13, выход которого через управляемый генератор 14 подключен к второму входу смесителя 15 частот. Выход датчика 3 оборотов через формирователь 8-подключен к первым входам частотного детектора 5 и коммутатора 9, вькод которого через делитель 10 подключен к второму входу фазового детектора 12 и через частотный преобразователь 11 к второму входу сумматора 13, третий вход его связан чер.ез временной преобразователь 19 с выходом блока 20 сравнения, подключеным соответственно к первому выходу синхронизатора 23 и выходам измерителей 21 и 22 периодов, запараллельнь1ми по входам и соединенными с выходом делителя 10 Второй и третий выходы синхронизатора 23 подключены к вторым входам измерителей 21 и 22 периода.

Анализатор работает следующим образом.

Сигнал с частотой F. с датчика 2 : вибраций поступает на первый вход блока 6 измерения, на второй вход которого приходит сигнал с частотой

0

5

0

5

0

5

0

5

5

NFp + F,

0

им 5

где F - частота вращения ротора;

РПЦ промежуточная частота; ,2,

3... - номер исследуемой гармони-.

ки.

Обработанный в блоке 6 измерения сигнал поступает на блок 7 регистрации. Частота сигнала, поступающего на второй вход блока 6 измерения, синхронно перестраивается с частотой опорного сигнала F , который формируется датчиком 3 оборотов. Опорный сигнал формируется в блоке. Если час тота 7 опорного сигнала меньше нижней граничной частоты FJ полосы захвата 5,...20 Гц), на вход первого делителя 10 через коммутатор 9 поступает с выхода генератора 4 сигнал частотой F, . Анализатор входит в синхронизм относительно частоты F( . При достижении равенства частот о t частотный детектор 5 формирует сигнал управления коммутатором 9J которьй отключает сигнал частотой F от входа первого делителя 1 О и подключает сигнал с частотой F , поступающий с датчика 3 оборотов. Время переключения коммутатора 9 достаточно мало, позтому частота F опорного сигнала за время переключения не изменится. После переходного процесса по фазе происходит захват и слежение за частотой, сигнала F, . Это осуществляется следующим образом. В первом делителе 10 сигнал F преобразуется в сигнал , где М - коэффициент деления первого делителя 10, и поступает че рез частотный преобразователь 11 на вход сумматора 13. Частотный преобразователь 11 входит в состав широкополосной ветви управления и осуществляет грубую перестройку частоты управляемого генератора 14 во всем диапазоне частот слежения. С выхода фазового детектора 12, входящего в состав узкополосной ветви управления, синхронизируют роторную частоту с точностью до фазы. На другой

3 , 1

вход фазового детектора 12 поступает сигнал синтезированной роторной частоты . , который по частоте делится в делителях 17 и 18 в N K раз, где К - коэффициент деления В дели- телях 17 и 18, а затем поступает на вход сумматора 13. Сигнал с частотой см путем переноса частоты NFp +Р„ц преобразуется управляемым генератором 1А в диапазон частот, пропускаемых фильтром 16.

Таким образом, на входы фазового детектора 12 поступают сигналы с частотами и . При равенстве част&т выполняется условие синхронизации и слежения

1°, -IsA ,,

М KN что позволяет синтезировать роторную

частоту

F Р- . F FP М о

где М - коэффициент деления.

Выбором коэффициентов деления К и М можно компенсировать реакцию в приводе датчика 3 оборотов, а с помощью коэффициента деления N блок 6 измерения настраивается на гармонику или субгармоники роторной частоты.

Частотный преобразователь И осуществляет перестройку управляемого генератора в нестационарных режимах

1

работы двигателя.. Измерители 21. и 22 периода измеряют в течение двух одинаковых интервалов времени период следования импульсов . Блок 20 определяет изменение периода сигнала с опорной частотой, а временной пре образоват1ель 19 формирует сигнал, поступающий на сумматор 13 и затем

на вход управляемого генератора 14, вызьшая ускоренную перестройку частоты генерации NF. + F , Синхронизатор 23 обеспечивает синхронную рабо,- ту измерителей 21 и 22 периода и блока 20 сравнения. , .

Фор М V ла изобретения

Анализатор вибраций вращающихся деталей по авт.св. №838401, о т - личающийся тем, что, с целью повьшения точности, в него введены генератор опорной частоты, частотньй детектор и коммутатор, вы- ход формирователя подключен к пер- вому сигнальному входу коммутатора и первому входу частотного детектора, выход которого подключен к входу первого делителя, выход г енератора опор- ной частоты подключен К второму сиг- нальнрму входу коммутатора и второму входу частотного детектора, выход которого подключен к входу управления коммутатора.

ю

Изобретение относится к измерительной техннике, может быть использовано для виброакустической диагностики деталей и узлов силовых установок. С целью повышения точности в устройство, содержащее генератор 1 переноса частоты, датчик 2 вибраций, датчик 3 оборотов, блок 6 измерения, блок 7 регистрации, формирователь 8, делитель 10, частотный преобразователь 11, фазовый детектор 12, сумматор 13, управляемый генератор 14, . смеситель 15 частот, фильтр 16, делители 17, 18, временной преобразователь 19, блок 20 сравнения, измери тели 21, 22 периода и синхронизатор 23, введены генератор 4 опорной чac тоты, частотный детектор 5 и коммутатор 9. Использование указанных блоков позволяет сократить время переходного процесса анализатора вибраций в момент достижения опорной частоты, поступающей от датчика 3 оборотов, значения нижней границы полосы захвата. 1 ил. (/