Устройство диагностирования по вибропараметрам Советский патент 1991 года по МПК G01H11/06 

Ё

Изобретение предназначено для измерения колебаний. Цель изобретения - повышение достоверности диагностирования 2 достигается путем цифровой обработки диагностической информации с изменением частоты выборки входных сигналов в зависимости от уровня вибрации Вибрационный процесс воспринимается вибродатчиком 1, где преобразуется в электрический сигнал и поступает на первый вход следящего фильтра на второй вход которого поступает сигнал, кратный частоте вращения с датчика 4 оборотов. С выхода следящего фильтра 3 сигнал, амплитуда которого пропорциональна амплитуде виброускоррния на час- тоге полезного сигнала, поступает на аналого-цифровой преобразователь, осуществляющий дискретисацию входного

О

S3

о о ю

1±

аналогового сигнала, с частотой, пропорциональной частоте вращения исследуемого объекта Цифровой код с выхода аналого- цифрового преобразователя 10 поступает на интеграторы 11 и 12 и далее на блок 13 сравнения, на второй вход которого подается сигнал с преобразователя 8 частота- код. При превышении сигнала на первых входах блока 13 сравнения сигнала на его вторых входах на его выходе формируется сигн превышения, запускающий первый таймер 14 и поступающий на генератор 15 случайИзобретение относится к измерению колебаний, в частности к измерению амплитуд колебаний, и предназначено для диагностирования по параметрам вибрации сложных технических объектов, например газотурбинных двигателей.

Цель изобретения - повышение достоверности диагностирования путем цифровой обработки диагностической информации с изменением частоты выборки входных сигналов в зависимости от уровня вибраций.

. На фиг 1 представлена структурная схе ма устройства: на фиг.2 - схема следящего фильтра.

Устройство содержит вибродагчик 1, усилитель 2, следящий фильтр 3, датчик 4 оборотов, умножитель 5, формирователь 6 импульсов, схему ИЛИ 7. преобразователь 8 частота -код, блок 9 памяти, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, первый 11 и второй 12 интеграторы, блок i3 сравнения, первый таймер 14, генератор 15 случайных импульсов, счетчик 16, второй таймер 17 и сигнализатор 18. Выход вибродатчика 1 соединен с входом усилителя 2, выход которого соединен с первым входом следящего фильтра 3, выход которого соединен с аналоговым входом АЦП 10, выходы которого соединены с входами первого интегратора 11. выходы которого соединены с входами второго интегратора 12, выходы которого соединены с первыми входами блока 13 сравнения, выход которого соединен с входами счетчика 16 и первого таймера 14, выход которого соединен с установочным входом счетчика 16 и с входом генератора 15 случайных импульсов, выход которого соединен с вторым входом схемы И ПИ 7, выход которой соединен с входом пуска АЦП 10, выход датчика 4 оборотов соединен с входом умножителя 5, выход которого соединен с вторым входом следящего фильтра 3, со яходом преобразователя 8 частота-код

ных импульсов. Последний в течение дли- тепьности импульса, сформированного первым таймером 14, генерирует импульсы со случайной частотой следования, осуществляющие дискретизацию входного сигнала. Счетчик 16 подсчитывает импульсы превышения с блока 13 сравнения. Если в течение длительности импульса первого таймера 14 их число превысит заданное, на второй таймер 17 поступит сигнал со счетчика 15, а второй таймер 17 выдаст на сигнализатор 18 сигнал неисправности. 2 ил

и с входом формирователя 6 импульсов, выход которого соединен с первым входпм схемы ИЛИ 7, выходы преобразователя 8 частота-код соединены с входами блока 9

памяти, выходы которого соединены с вторыми входами блока 13 сравнения, выход счетчика 16 соединен с входом второго таймера 17, выход которого соединен с входом сигнализатора 18, являющегося выходом устройства.

Следящий фильтр 3 содержит полосовой фильтр 19, смеситель 20, преобразова- 21 частота-напряжение, регулятор 22

частоты и генератор 23. Выход полосового фильтра 19, вход которого является первым входом следящего фильтра 1, соединен с первым входом смесителя 20, выход преоб- ра.ователя 21 частота-напряжение, вход

которого является вторым входом следяше- го фильтра 3, соединен с входом регулятора 22 частоты, выход которого соединен с ьхо- дом генератора 23, выход которого соединен с вторым входом смесителя 20, выход

которого является выходом следящего фильтра 3.

Работа устройства основана на том, что значение виброперемещений исслеауьмого объекта связано функциональной зависимостью со скоростью его вращет

y f(w),

где у - значение виброперемещения; (о- частота вращениг.

При этом в течение некоторого промежутка времени Т допускаося N превышений текущими значениями виброп оемещений значения

У0 f (Ю )

где ус/, - пороговое значение вибропереме щения при частоте вращения объекта, равной (а.

Если число таких превышений оказывается больше N, принимается решение о неисправности.

Устройство работает следующим образом.

Вибрационный процесс воспринимается вибродатчиком 1, где преобразуется в электрический сигнал, который после прохождения через усилитель 2 поступает на первый вход следящего фильтра 3. Датчик 4 оборотов преобразует скорость вращения исследуемого объекта в частоту электрического сигнала, поступающего на вход умножителя 5, в котором происходит умножение частоты в кратное число раз. Сигнал кратной частоты с выхода умножителя 5 поступает на второй вход следящего фильтра 3, на вход формирователя 6 импульсов и на вход преобразователя 8 частота-код. С выхода следящего фильтра 3 отфильтрованный сигнал, амплитуда которого пропорциональна амплитуде виброускорения на частоте полезного сигнала, поступает на аналоговый вход АЦП 10.

Формирователь б импульсов преобразует сигнал кратной частоты, поступающий с выхода умножителя 5, в последовательность импульсов. Эти импульсы, пройдя схему ИЛИ 7, поступают на иход пуска АЦП 10. Таким образом, АЦП 10 осуществляет дискретизацию входного аналогового сигнала с частотой, пропорциональной частоте вращения исследуемою объекта СФосми рованшийся на выходах АЦП 10 кол п(, порциональный значению в броускорения, поступает на входы первого интегратора 11, а затем второго интегратора 12 для получе ния значения виброперемещения Цифровой код, пропорциональн -1й значению виброперемещения, с РЫХОДОП втгрспс интегратора 12 поступает на первые вход;/ блока 13 сравнения, Преобразовэтел 8 4j- стота-код преобразует частоту входного сигнала в кодовую комбинацию, которая затем поступает на входы блока 9 памяти.

Блок 9 памяти осуществляет преобразование входной кодовой комбинации, пропорциональной частоте вращения ис следуемого объекта, в выходную кодовую комбинацию, пропорциональную предельному значению виброперемещений на данной частоте вращения, реализуя тем самым указанное выражение. Кодовая комбинация с выходов блока 9 памяти поступает на вторые входы блока 13 сравнения. При превышении кодовым сигналом на первых входах блока 13 сравнения кодового сигнала на его вторых входах на его выходе формируется импульс превышения. Этот импульс поступает на вход первого таймера 14, на выходе

которого формируется импульс, длительность которого равна Т. Импульс с длительностью Т с выхода первого таймера 14 поступает на вход генератора 15 случайных

импульсов, который в течение времени Т генерирует импульсы со случайной частотой следования. Эти импульсы совместно с импульсами блока 6 осуществляют в течение времени Т дискретизацию входного анало0 гового сигнала. Одновременно импульс с выхода первого таймера 14 поступает на установочный вход счетчика 16, на котором в исходном состоянии находится потенциал установки в нуль. В течение времени Т счет5 чик 16 подсчитывает импульсы превышения, поступающие на его вход с выхода блока 13 сравнения. Если в течение времени Т число таких импульсов превысит N, на соответствующем выходном разряде счет0 чика 16 сформируется импульс, который по- сгупит на вход второго таймера 17. Последний сформирует на своем выходе импульс, который в течение необходимого промежутка времени будет подавать на

5 сигнализатор 18 сигнал неисправности. Таким образом, повышение достоверности ди- агностирования достигается за счет уменьшения вероятности ложной тревоги, так как схема не срабатывает при одиночном

превыи Г нии ncpoi oijoro значения

Работа следящего фильтра 3 основана ча ом чго п HI оаботе озотурбин.юго дви i чтеля полникают вибрации с ч юютами, ьрогюриионзл .ным частотам вращения. С

5 изменением част ы вращения изменяется частота возбуждения ибрации Таким образом должно выполняться преобразование частоты вращения в частот - наст, оики f удящего Фильтра.

ССледящий фильтр 3 оабтае 1 следующим образом.

Сигнал с выхода усилителя 2 поступает на перпый вход следящего фильтра 3. который является вхолом полосового фильтра

5 19 который выделяет информатионый уча- CIOK чатог, С выхода полосового фиг .тра 19 сигнал поступает на первый вход смесителя 2 С выход;- умножителя 5 сигнал кратной частоты поступает ia второй вход

0 следящего фильтра 3, лвляюи;ийся входом пр.образователя 21 частота-напряжение, преобразующего частому входного сигнала в постоянное напряжение С выхода преобразователя 21 частота-напряжение сигнал

5 поступает на вход регулятора 22 частоты. Регулятор 22 частоты подключен к контуру генератора 23, осуществляя его перестройку так, чтобы разностная частота, выделяющаяся в резонансной нагрузке смесителя 20, осталась неизменной.

Формула изобретения Устройство диагностирования по вибропараметрам, содержащее последовательно соединенные вибродатчик, усилитель и следящий фильтр, датчик оборотов и последовательно соединенные блок памяти и блок сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности диагностирования, оно снабжено последовательно соединенными умножителем, формирователем импульсов, схемой ИЛИ, аналого-цифровым преобразователем, первым интегратором и вторым интегратором, последовательно соединенными первым таймером, счетчиком, вторым таймером и

ЯРиг.2

сигнализатором, преобразователем частота-код, подключенным к входу блока памяти, и генератором случайных импульсов, подключенным к выходу первого таймера,

вход которого подключен к выходу блока сравнения и к счетному входу счетчика, группа первых входов блока сравнения подключена к выходам второго интегратора, выход умножителя подключен к входу преобразователя частота-код и к второму входу следящего фильтра, выход которого подключен к аналоговому входу аналого-цифрового преобразователя, а выход генеоатора случайных импульсов подключен к второму

входу схемы ИЛИ.