Способ контроля струнных измерительных преобразователей Советский патент 1992 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к техническому диагностированию систем телеметрического контроля, построенных на струнных измерительных преобразователях.

Известен способ контроля струнных измерительных преобразователей, установленных в сооружение для постоянного контроля, основанный на периодическом определении наличия сигналов на их выходах, а по отсутствию сигналов устанавливаются отказы преобразователей.

Недостатком этого способа является низкая достоверность контроля.

Наиболее близким к изобретению является способ контроля струнных измерительных преобразователей, основанный на периодическом измерении частоты выходного сигнала, сравнении результатов измерений и определении по результатам

сравнения нарушений нормального функционирования преобразователей.X.J

Недостатком этого способа является низкая достоверность контроля, не позволяющая выявлять преобразователи с искажениями измерительной информации

Целью изобретения является повышение достоверности контроля струнных измерительных преобразователей за счет обнаружения изменений массы их чувствительных элементов.„

Указанная цель достигается тем, что периодически измеряют одновременно частоту и логарифмический декремент затухания выходного сигнала измерительного преобразователя, а об изменении массы чувствительного элемента судят по значению суммы относительных приращений указанних параметров по сравнению с их начальными значениями.

В предлагаемом способе новым является одновременное измерение частоты и логарифмического декремента затухания сигнала струнного измерительного преобразователя и определение изменений массы чуоствительного элемента преобразователя по значению суммы относительных приращений указанных параметров по сравнению с их начальными значениями.

Изменение массы чувствительного элемента преобразователя является признаком нарушения его нормального функционирования, при котором происходит искажение из- мерительной информации на выходе преобразователя,

Основной причиной изменения массы чувствительного элемента струнного измерительного преобразователя при его длительной эксплуатации в сооружении является попадание влаги во внутреннюю полость преобразователя вследствие нарушения ее герметичности. Развитие процесса коррозии металла чувствительного элемента приводит к увеличению его полной массы, т. к. масса продуктов коррозии на 40 - 60% больше массы вступившего в реакцию металла.

Масса чувствительного элемента входит в уравнение частоты его колебаний, поэтому изменение массы приводит к искажениям измерительной информации на выходе преобразователя. Такой преобразователь длительное время сохраняет свою работоспособность, известные способы не позволяют выявлять искажения информации, обусловленные изменением частоты чувствительного элемента.

Предлагаемый способ контроля струнных преобразователей позволяет повысить достоверность контроля, т. к. определяемая по результатам измерений сумма относительных приращений частоты и логарифмического декремента затухания относительно их начальных значений характеризует изменение массы чувствительного элемента преобразователя.

Сущность изобретения поясняется следующими математическими выкладками.

Информативным параметром струнного преобразователя является частота выходного сигнала f, которая соответствует частоте свободных колебаний чувствительного элемента и определяется характеристиками чувствительного элемента:

f 4/F

где F - сила натяжения,

m - масса,

I - длина чувствительного элемента.

Логарифмический декремент затухания колебаний связан с характеристиками чувствительного элемента соотношением: С

0 (2)

где с - постоянная демпфирования.

В процессе нормального функционирования струнного преобразователя под воздействием физического параметра могут изменяться лишь характеристики F и I, и, как следствие, параметры выходного сигнала f и 0, при условии стабильной массы струны гп.

После представления выражений (1) и (2) в частных производных и последующих преобразований получим:

Af Д0 0 Am

-,- -г -д- - 2,

ID оГП0

(3)

где Af-fi-fo. Д0 б| -0о

f о и в0 - начальные значения частоты и логарифмического декремента затухания. fi и $ - текущие значения тех же пара- MejpoB.

Нормальное функционирование струнного измерительного преобразователя обеспечивается при условии Am 0, при этом выражение (3) приобретает вид Af , Д0

Использование предлагаемого способа позволяет также повысить оперативность

лп контроля струнных измерительных преобразователей, установленных в сооружение, вплоть до полной автоматизации этого процесса.

Эффективность способа была подтвер п ждена измерениями на струнных измерительных преобразователях, которые проводились как при стабильной массе чувствительного элемента, так и при ее увеличении.

CQ При стабильной массе чувствительного элемента и относительных изменениях частоты выходного сигнала от 0 до 35%, обеспечиваемых изменением воздействующего физического параметра, получены соответ55 ствующие по величине и обратные по знаку относительные изменения логарифмического декремента затухания, что подтверждает выполнение условия (4).

При постоянном значении физического параметра на входе преобразователя и относмтельных изменениях массы его чувствительного элемента от 0 до 12% сумма относительных приращений частоты и логарифмического декремента затухания составила соответственно от 0 до 6%, что подтверждает выполнение условия (3).

Формула изобретения Способ контроля струнных измерительных преобразователей, установленных в сооружение, включающий периодическое измерение частоты выходного сигнала измерительного преобразователя и сравне0

ние результатов измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля за счет обнаружения измерений массы чувствительного элемента преобразователя, периодически измеряют одновременно частоту и логарифмический декремент затухания выходного сигнала измерительного преобразователя, а об изменении массы чувствительного элемента преобразователя судят по значению суммы относительных приращений указанных параметров по сравнению с их начальными значениями.

Изобретение может быть использовано для диагностики систем телеметрического контроля, построенных на базе струнных измерительных преобразователей. Способ включает периодическое измерение частоты и логарифмического декремента затухания выходного сигнала струнного измерительного преобразователя. По значению суммы относительных приращений указанных параметров по сравнению с их начальными значениями судят об изменении массы чувствительного элемента преобразователя, что позволяет повысить достоверность контроля.