Устройство для контроля вибраций Советский патент 1993 года по МПК G01H17/00 

Изобретение относится к измеритель- ной технике, и может быть использовано для контроля вибраций агрегатов .и машин.

Цель изобретения - расширение области применения путем контроля и измерения величины виброскорости и виброперемещения и упрощение устройства.

На чертеже представлены: на фиг.1 - функциональная схема устройства; на фиг.2

- пример выполнения интегратора; на фиг.З

- пример выполнения дифференциатора.

Устройство содержит пьезокерамический датчик 1, усилитель 2, первый интегратор 3, первый стрелочный индикатор 4, предназначенный для контроля и измерения виброскорости, самописец 5 уровня виброускорения, второй интегратор 6, второй стрелочный индикатор 7, предназначенный для контроля и измерения виброперемещения, дифференциатор 8, дифференциальный усилитель 9, пороговый блок 10 и исполнительный механизм 11. . Пьезокерамический датчик 1 соединен с усилителем 2, выход которого соединен с входом первого интегратора 3, входом самописца 5 и первым входом дифференциального усилителя 9, второй вход которого соединен с выходом дифференциатора 8, вход которого соединен с выходом второго интегратора 6, соединенным также со вторым стрелочным индикатором 7, выход перN00

4

вого интегратора 3 соединен с входом второго интегратора 6 и первым стрелочным индикатором 5, выход дифференциального усилителя 9 через пороговый блок 10 подключен к исполнительному механизму 11.

Интегратор 3 (6) (фиг.2) выполнен на операционных усилителях 12, 13 по широко известной схеме инвертирующего интегратора с заземленным конденсатором (см.:Щербаков В.И., Грёздов Г.И. Электронные схемы на операционных усилителях. Киев: Техника, 1983. с. 139).

Резисторы Ri-Rs выбираются из условий:...

R3+R5 RaR4/Ri; .

В этом случае передаточная функция интегратора будет иметь вид:

иВыхМ | jbexdt. о

гдетЧЪРб C/RL

Величина С выбирается из условий обеспечения спада АЧХ бдб/окт. в рабочем диапазоне частот.

Дифференциатор 8 (фиг.З) относится к классу высококачественных и выполнен на операционном усилителе (сумматоре) 14 путем введения инвертирующего интегратора на операционных усилителях 15. 16 в цепь отрицательной обратной связи (ООС) сумматора 14.

Передаточная функция данной схемы имеет вид:

ивых(Р j -j|pR3CiUBx(P),

(см, вышеуказанный источник стр.143). , , Дифференциатор обеспечивает подъем АЧХ 12 дб/окт. в рабочем диапазоне частот. Дифференциальный усилитель выполнен по известной схеме с инвертирующим усилителем (см.вышеуказанный источник, с,35).

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с выхода пьезокерамического датчика 1 через усилитель 3 поступает на вход самописца 5 уровня, где непрерывно регистрируется уровень виброускорения. С выхода усилителя 2 сигнал через первый интегратор 3, в котором происходит спад АЧХ на б дб/окт., далее поступает на первый стрелочный индикатор 4, на котором измеряется величина виброскорости,

С выхода первого интегратора 3 сигнал поступает на вход второго интегратора, в котором происходит дальнейший спад АЧХ 6 дб/окт. С,выхода интегратора б сигнал

поступает на второй стрелочный индикатор 7, на котором измеряется величина виброперемещения.

С выхода второго интегратора б сигнал поступает на вход дифференциатора 8, в

0 котором происходит компенсационное выравнивание АЧХ. С выхода дифференциатора 8 сигнал поступает на второй вход дифференциального усилителя 9.

Если сигнал с пьезокерамического дат5 чика 1 является периодическим, то сигналы на первом и втором входах дифференциального усилителя 9 будут равны и выходной сигнал дифференциального усилителя 9 будет равен нулю.

0 Если сигнал с пьезокерамического датчика 1 случайный (т.е. на основной низкочастотный сигнал будут наложены высшие гармоники как результат износа подшипников объекта контроля и т.п.), то сигналы на

5 входах усилителя 9 будут различные по величине и на выходе появится сигнал о случайном процессе, и в случае превышения последним заданной величины пороговый блок 10 включит исполнительный механизм

0 ц, который подаст сигнал опасности или отключит объект контроля.; Кроме того, сигнал виброускорения непрерывно регулируется самописцем уровня 5, подключенным к выходу усилителя 2. Как

5 показал схемно-технический анализ, устройство, по сравнению с прототипом, имеет расширенную область применения за счет контроля и измерения величины виброскорости и виброперемешения при сохранении

0 возможности регистрации виброускорения и распознавания характера вибрации (периодическая или случайная).

Кроме того, оно значительно проще по структурному (в прототипе 18, а в предлага5 емом устройстве 11 узлов) и функциональному построению и не требует преобразования контролируемого сигнала. Формула изобретения Устройство для контроля вибраций, со0 держащее последовательно соединенные датчик вибрации, усилитель, первый и второй интеграторы, стрелочный индикатор, соединенный с выходом первого интегратора, и последовательно соединенные порого5 вый блок и исполнительный механизм, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения характера вибраций, величины виброскорости и виброперемещения, оно снабжено последовательно соединенными дифференциальным усилителем, дифференциатором, самописцем уровня виброускорения и вторым стрелочным индикатором, выход усилителя подключен к входу самописца уровня виброускорения и первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого подсоединен к

А.

выходу дифференциатора, соединенного входом с выходом второго интегратора, соединенного входом с выходом первого интегратора, а выходом - с вторым стрелочным индикатором, выход дифференциального усилителя соединен с входом порогового элемента.

Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля вибраций агрегатов и машин. Цель изобретения - расширение области применения и упрощение- устройства. Сущность: устройство содержит пьезокерамический датчик усилитель, первый интегратор, первый стрелочный индикатор, предназначенный для контроля и измерения виброскорости, самописец уровня виброускорения, второй интегратор, второй стрелочный индикатор, предназначенный для контроля и измере- ния виброперемещения, дифференциатор, дифференциальный усилитель, пороговый блок и исполнительный механизм. Новым в устройстве является то, что в него введены дифференциальный усилитель дифференциатор, самописец уровня виброускорения и второй стрелочный индикатор, что позволило расширить область применения путем контроля и измерения величин виброскорости и виброперемещения и значительно упростить устройство, сохранив возможность распознавания характера вибраций (периодическая или случайная). 3 ил.