Устройство для спектрального анализа колебаний узлов машин Советский патент 1978 года по МПК G01N1/06 D01H13/26 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА КОЛЕБАНИЙ УЗЛОВ МАИИН На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - принципиальна схема, Устройство содержит датчики 1 сос тояния, дискретный фильтр 2, блок 3 р мещения элементов индикации, блок 4 формирования видеосигналов, блок 5 индикации, формирователь б ортогональ ных функций, исследуемую машину 7 пря дильного производства. Датчики 1 состояния включают в се бя датчик 8 скорости вращения машины, датчик 9 вибраций, датчик 10 линейной плотности массы. Дискретный фильтр 2 содержит синхронные детекторы 11 и 12; интеграторы 13 и 14 и сумматоры 15 и 16. Блок 3 размещения элементов индикации состоит из элементов сравнения 17-20 и задатчика 21. Блок 4 формирования видеосигналов содержит элементы неравнозначности 2 и 23 и логические элементы И-24-, ИЛИ-25. Формирователь б ортогональных фу цИй состоит из генератора 26, триг-. геров 27-29, делителей 30, генератора 3 1 пилообразного напряжения строч ной развертки и генератора 32 кадровой развертки и делителя 33. Устройство работает следующим об разом. .. В процессе проведения испытаний исследуемой машины 7 в полном комплексе во всех датчиках 1 состояния формируются электрические колебания, которые пропорциональны механическим колебаниям узлов машины. Эти электри ческие колебания проходят статистическую обработку через синхронные детекторы 11 и 12, а затем поступают на интеграторы 13, 14 и далее - на сумматоры 15 и 16. Одновременно от г нератора 26 поступают импульсы на триггеры 27-29 формирователя 6 ортогональных функций, с выхода которого поступают сигналы попарно сдвинутые на четверть периода триггеров. Таким образом формируются импульсы управле ния синхронными детет торами 11 и 12. Путем выбора соответствующей частоты генератора 26 формирователя 6 можно получить идентичные спектры разложения Сигналов для анализа работы узлов машины по различным каналам-и сравнивать их между собой. Сигналы от триггеров 28 и 29 поступают также на синхронные детекторы 11 и 12, которые осуществляют синхронный съем соответствующей составляющей Для дальнейшей обработки входных сигнало от датчиков 1 состояния. На сумматоры 15 и 16 поступают также сигналы от задатчика 21 блока размещения элементов индикации, при помощи которого осуществляется разме щение элементов индикации на экране блока 5 индикации горизонтальной оси, вертикальной оси. В задатчике 21 путем изменения напряжений, поступающих на вход сумматора 15 и 16, осуществляется перемещение элементов индикации по строкам и кадрам экрана блока 5 индикации. Количество таких источников напряжения с изменяющимися параметрами определяется из соотношения количества строк и столбцов элементов индикации на экране. Например, если в устройстве осуществляется обработка по трем каналам датчиков 1 состояния и пяти диапазонам частот, то потребуется пятнадцать элементов индикации. Сигналы в виде медленно изменяющихся напряжений с выходов сумматоров 15 и 16 поступают на соответствующие входы схем сравнения 19 и 20, На выходе схем сравнения 19 и 20 появляются сигналы в моменты равенств входных сигналов с пилообразным напряжением, поступ.аю1чим с генераторов 31 и 32 строчной и кадровой развертки формирователя 6, и поступают на схемы неравнозначности 22 и 23. С выхода задатчика 21 напряжение начала отсчета поступает на схемы i сравнения 17 и 18, где также происходит сравнение этих напряжений с пилообразными напряжениями генераторов 31 и 32. В момент равенства напряжений вырабатываются прямоугольные импульсы, которые поступают на другие входы схем неравнозначности 22 и 23. Элементов сравнения 17-20 в каждом канале не более четырех. Часть их работает одновременно на несколько каналов, которые имеют общий нулевой отсчет по строкам или по столбцам. Видеосигналы на выходе каждого элемента сравнения дают разделение экрана блока 5 индикации на две части на правую и левую или на верхнюю и нижнюю, причем правая-белая, левая-черная, верхняя-белая, нижняя-черная. Одна из этих границ черного и белого является началом отсчета, другая определяет значение измеряемого параметра, т.е. значение показаний датчиков 1 состояния в действительной или мнимой составляющей TJg или tJ. Таким образом два импульсных напряжения, определяющих разделение экрана на верхнюю и нижнюю половину, поступают на элемент неравнозначности 23, а разделения экрана на левую и правую половину в виде импульсных напряжений поступают на входы элемента неравнозначности 22. На выходе элементов неравнозначности 22 и 23 формируются две черных полосы на светлом фоне экрана. Одна из них вертикальная - выход элемента 22, другая горизонтальная выход элемента 23. 11ирина этих полос определяет действительную Т g и мнимую Jj составляющую измеряемого сигнала датчика. При помощи логического элемента И 24, на который поступают сигналы ст элементов неравнозначности 22 и 23, формируется прямоугольник - элемент индикации, вертикальная сторона которого определяет мнимую составляющую Э fif , а горизонтальная сторона действительную Диагональ прямоугольника определяет вектор, по которому определяется фазовый угол. Фазовые углы элементов индикации позволяют наиболее оперативно определить неисправный узел и место неисправной детали по расположению датчиков на пр веряемой машине. Визуальное сравнение сигналов от датчиков по различным частотам осуществляется по горизонтали , Таким образом контроль машин, например прядильного производства без пряжи, дает значительный экономически эффект из-за высокой стоимости сырья, так как снижаются потери пряжи. Спектральный анализ солебаний, возникающих при работе машины без пряжи, позволяет с меньшей погре5 ностью определять неисправность узлов самой машины без воздействия помех от пряжи , а так же более оперативно оценить работу ма шины. Формула изобретения Устройство для спектрального ана- 35 лиза колебаний узлов машин, например, прядильного производства, содержащее датчики состояния, соединенные с дискретным фильтром, состоящим из riociieдовательно соединенных синхронных детекторов, интеграторов и сумм чторов , блок размещения элементов индикации, имеющим задатчик и элементы равнения, блок формирования видеосигналов, включающий логические элементы и элементы сравнения и неравнозначности, блок индикации и формировател, ортогональных функций, отличающееся тем, что, с целью повышения точности анализа, задатчик блока размещения элементов индикаций соединен с eio элементами сравнения и с сумматорами дискретного фильтра, при )том выходы элементов сравнения блока размещения элементов индикации связаны с последовательно соединенными элементами сравнения, неравнозначности и логическими элементами блока формирования видеосигналов, выход; которого соединен с блоком индикации, входы синхронизации которого подключены к формирователю ортогональных функций, выходы которого связаны с блоком размещения элементов индикации и с дискретным фильтром. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Павлов Б.П. Акустическая диагностика машин, М., 1971, стр. 5. 2. Авторское свид -тельстно СССР № 392421, кл. ( 01 Ы 1/06.

П

I

II