Виброакустический приемный преобразователь Советский патент 1990 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для технической диагностики подшипников качения.

Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя за счет увеличения амплитуды силы, действующей на пьезоэлемент.

На чертеже представпена схема виброакустического приемного преобразователя .

Преобразователь состоит из полого экранирующего корпуса 1, двух волноводов 2 и 3 из материала с малым затуханием упругих колебаний, пьезоэле ментов 4, прикрепленных к торцам волноводов 2 и 3. Волноводы 2 и 3 с пьезоэлементами 4 составляют единую резонансную систему, которая крепится к корпусу 1 с помощью держателя 5 в плоскости соединения пьезоэлементов. Длины волноводов различаются на величину и 1, обеспечивающую наличие пучности смещения продольных колебаний резонансной системы. Преобразователь устанавливается на контролируемое изделие 6 свободным концом волновода 3.

Устройство работает следующим образом.

При контроле состояния, например, подшипника 6 (или подшипникового узла) виброакустический приемный преобразователь, установленный на поверхности контролируемого объекта, воспринимает механические вибрации, возникающие в процессе работы подшипника. В преобразователе возбуждаются продольные колебания. Собственная частота колебательной системы, состоящей из стержней 2,3 и приемников 4, выбирается равной частоте вибрасг

(X

о:

СЈ

J

ции, характеризующей наличие дефекта а подшипнике. Составляющие спектра вибрации, лежащие вблизи собственной частоты измерительной системы преоб- разователя, усиливаются благодаря резонансу, остальные частоты подавляются. Таким образом, происходит выделение информативных составляющих сигнала на фоне шумов. Под воздействием приложенной внешней силы, частота которой совпадает с собственной частотой волновода, в нем возникает стоячая волна, характеризуемая наличием плоскостей узлов и пучностей, фикси- рованных в пространстве параллельно отражающей границе. Размещение держателя 5 в пучности силы, где амплитуда последней имеет максимальное значение, позволяет дополнительно повы- сить уровень выходного сигнала. С ростом добротности измерительной системы амплитуда силы, действующей на пьезоэлемент 4, а следовательно, сигнал на выходе преобразователя растет. При наличии нагрузки на собственный конец волновода 3 увеличивается собственная частота резонансной системы преобразователя и пучность (силы) смещается в сторону ненагруженного волновода. Поэтому длина волновода 3 выбирается больше

длины волновода , 2 на величину /31, определяемую из условия равенства модуля инерционного сопротивления волновода длины &1 модулю упругого сопротивления упругой нагрузки.

i

Таким образом, виброакустический приемный преобразователь реализует резонансный прием сигнала, причем составной волновод служит механическим фильтром для выделения узкой информативной полосы частот, что обеспечивает повышение его чувствительности. i

Формула изобретения

Виброакустический приемный преобразователь, содержащий размещенные в полом корпусе волновод с пьезоэле- ментом на торце, отличающий с я тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен вторым волноводом с пьезоэлементом на торце и закрепленным по периметру в полости корпуса держателем, волноводы установлены соосно, а пьезоэлементы прикреплены к противоположным плоскостям держателя, предназначенного для размещения в зоне пучности преобразователя.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для технической диагностики подшипников качения. Целью изобретения является повышение чувствительности за счет увеличения амплитуды силы, действующей на пьезоэлемент. Пьезоэлементы преобразователя размещены в пучности смещения продольных колебаний резонансной системы, составленной из двух волноводов и пьезоэлементов. Оптимальное размещение пьезоэлементов позволяет при измерениях выделить информативную частотную составляющую из спектра колебаний контролируемого объекта и усилить принимаемый сигнал, что существенно повышает чувствительность контроля. 1 ил.

,1 .2

Л ,5