Устройство для измерения скорости перемещения Советский патент 1993 года по МПК F02M65/00 

ел о ел

со

Изобретение относится к испытаниям топливовпрыскивающей аппаратуры и может быть использовано в испытательных и исследовательских стендах для доводки форсунок дизельных двигателей.

Целью изобретения является повышение эффективности путем формирования сигнала повышенной информативности.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство для измерения скорости перемещения, преимущественно иглы форсунки дизельного двигателя содержит приемо-передающий датчик, который может быть выполнен в виде антенны 1, подключенной к сигнальному входу балансного преобразователя 2 частоты (смесителя), рабочий выход которого подключен ко входу фильтра 3 доплеровской частоты, а рабочий вход - к выходу регулируемого по частоте гетеродина 4. Выход фильтра 3 подключен к основному входу тракта 5 промежуточной частоты, который может включать в себя усилитель, полосовой фильтр и интегратор, дополнительный вход которого подключен к рабочему выходу преобразователя 2. Генератор 6 модулирующего напряжения подключен своим выходом ко входу гетеродина 4. Выход тракта 5 промежуточной частоты подключен ко входу анализатора сигнала 7.

Устройство работает следующим образом. Собственное излучение иглы форсунки (объекта) принимается антенной 1. Полученный сигнал подается на сигнальный вход балансного преобразователя 2 частоты (смесителя), на рабочий вход которого подаются СВЧ-колебания гетеродина 4. В преобразователе 2 в результате перемножения сигнала с антенны 1 с колебаниями с гетеродина 4 происходит перенос частоты сигнала на промежуточную частоту. Далее сигнал с промежуточной частотой поступает на дополнительный вход тракта 5 промежуточной частоты, в котором он усиливается в широкополосном усилителе (условно не показан).

Мощность гетеродина 4, просачивающаяся с рабочего входа преобразователя 2 на его сигнальный выход и далее в антенну 1. играет роль зондирующего сигнала. Сигнал, отраженный от движущегося объекта (иглы форсунки) приобретает доплеровский сдвиг частоты, и принимается антенной 1. Принятый сигнал поступает на сигнальный вход преобразователя 2, где происходит перемножение отраженного и излученного сигналов. Поскольку частоты отраженного и излученного сигналов отличаются на величину доплеровского смещения, то на рабочем выходе преобразователя 2 формируется

сигнал с доплеровской частотой, который поступает на вход фильтра 3 доплеровской частоты. Выделенный фильтром 3 сигнал с доплеровской частотой поступает с его выхода на основной вход тракта 5 промежуточ- ной частоты. На выходе последнего формируется комбинированный сигнал (тепловой и доплеровский), который поступает в анализатор 7 сигнала, где расшифро0 вывается и преобразуется в приемлемый для восприятия оператором вид (например, цифровая индикация на табло).

Генератор 6 модулирующего напряжения позволяет осуществить частотную моду5 ляцию гетеродина 4. При этом зондирующий сигнал также промодулиро- ван. На формирование теплового сигнала модуляция значения не оказывает, а отраженный сигнал формируется иначе. За счет

0 задержки на распространение, в каждый момент времени-на входах преобразователя 2 присутствуют сигналы с различными частотами, при этом сигнал с разностной частотой - частотой биений - формируется

5 на рабочем выходе преобразователя 2 в результате перемножения и пропорционален величине задержки.

Следует отметить, что балансный преобразователь 2 должен обеспечивать срав0 нительно большой уровень просачивания мощности с гетеродина 4 в антенну 1. Это достигается неполным согласованием смесительных диодов (условно не показаны) со смесительной камерой преобразователя

5 (смесителя) 2. При этом, чем больше величина данного рассогласования, которая может быть выражена в виде коэффициента стоячей волны, тем больше уровень просачивающейся из гетеродина 4 мощности, что

0 усиливает получаемый результат с одной стороны. С другой стороны, увеличение значения коэффициента стоячей волны (увеличение величины рассогласования) приводит к росту потерь на преобразование сигнала,

5 в том числе потерь из-за отражения сигнала от диодов, что ухудшает получаемый результат, Наличие двух противоположно влияющих факторов обеспечивает наличие оптимального значения рассогласования

0 между смесительными диодами и смесительной камерой преобразователя 2. Оптимальным значением рассогласования является диапазон значений коэффициента стоячей волны (конструктивный параметр

5 смесительной камеры) находящийся в пределах 2,1 - 2,9. Данный интервал значений установлен расчетно-экспериментальными методами.

Таким образом, заявленное устройство для измерения скорости перемещения, являясь достаточно простым по конструкции, обеспечивает высокий уровень информативности сигнала и эффективности работы.

Формула изобретения 1. Устройство для измерения скорости перемещения, содержащее генератор, смеситель, имеющий сигнальные вход и выход и рабочие вход и выход, приемно-передаю- щий датчик, подключенный к сигнальному входу смесителя, фильтр, включенный входом в рабочий выход смесителя, тракт промежуточной частоты, подключенный входом к выходу фильтра, и анализатор сигнала, подключенный входом к выходу тракта про- межуточной частоты, отличающееся тем, что. с целью повышения эффективности путем формирования сигнала повышенной информативности, генератор выполнен в виде гетеродина, подключенного выходом к рабочему входу смесителя, последний выполнен в виде балансного преобразователя

частоты, сигнальный вход которого совмещен с его сигнальным выходом, а фильтр выполнен в виде фильтра доплеровской частоты.

2. Устройство по п.1 .отличающее- с я тем, что приемно-передающий датчик выполнен в виде антенны.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающее с я тем, что смесительная камера смесителя выполнена с коэффициентом стоячей волны в пределах 2,1 - 2,9.

4. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что устройство снабжено генератором модулирующего напряжения, выходом подключенным к входу гетеродина, а последний выполнен регулируемым по частоте.

5. Устройство по пп.1-4, отличающееся тем, что тракт промежуточной частоты выполнен с дополнительным входом, подключенным к рабочему выходу смесителя.

Использование: испытания топливовп- рыскивающей аппаратуры дизельных двигателей. Сущность изобретения; устройство для определения скорости перемещения, преимущественно иглы форсунки дизельного двигателя, содержит последовательно включенные генератор (6) модулирующего напряжения, регулируемый по частоте гетеродин (4), смеситель в виде балансного преобразователя частоты (2), фильтр (3) доплеровской частоты, тракт (5) промежуточной частоты и анализатор (7) сигнала. Антенна (1) включена в сигнальный вход смесителя, который совмещен с его сигнальным выходом. Дополнительный вход тракта (5) подключен к рабочему выходу преобразователя (2). Коэффициент стоячей волны смесительной камеры преобразователя частоты (2) находится в интервале значений 2,1 -2,9. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.