Устройство для неконтактного определения параметров вибрации Советский патент 1980 года по МПК G01H11/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕКОНТАКТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ

I

Изобретение относится к области измере юш параметров колебаний и может быть использовано tf виброметрии.

11звсстен неконтактный измеритель параметров вибраи1Ш, содержащий интерферометр, мовохроматический истопшк света, фотоприемник с усилителем, синхронизатор, подключенный к усилителю формирования импульсов с частотой fi, один выход которого Подключен на вход временного пре1эбразова: теля, связанного с время-амплитудным преобразователем, к выходу которого подключен дискриминатор нижнего уровня, подсоединенный к формирователю импульсов с частотой fz, один выход которого подключен к счетчику частоты вибращга, а другой - к счетчику отношения частот, второй вход которого связан со вторым входом формирователя импульсов с частотой f 1, а выход - с индикатором амплитуды вибрации, при этом блок синхронизации включен между счетчиком частоты, вибрации и счетчиком отношения частот (Ц.

Недостатком этого измерителя является малый диапазон измерения амплитуды вибрации.

Наиболее близким техническим решением к изобрете1шю является устройство для измерения параметров вибрации, содержащее генератор когерентных электромагнитных колебаний, блок фокусировки излучения оптически сопряженный с отражателем, укрепленным на испь1тываемом объекте, оптичесKIJ сопряженным через блок фокусировки излучения с входом позишюнно-чувствительного злемента с подключенным к нему генератором опорного напряжения, подключенного к последовательно соединенным усилителям и детекторам 2.

Недостатки такого устройства - малый диапазон амплитуды измеряемых колебаний, трудность фокусировки излучения на контролируемый объект, сложность эксплуатации, обусловленная необходимостью конструктивного разобщения источника когерентного излучения и позиционно-чувствительного фотоприемника со схемой обработки.

Целью, изобретения является расширение диапазона однозначного измерения амплит лы вибрации. 3 Цель достигается тем, что в известное устройство введены трехплечевой диркупятор, смеситель, однополосный балансный преобразователь, усилитель-ограничитель и фазовый детектор, при этом первое плечо вдркулятора подключено к блоку фокусировки из лучения, второе плечо - к генератору .когерентных электромагнитных колебаний, подключенному через однополосный балансный преобразователь к первому входу смесителя, второй вход которого соединен с третьим плечом циркулятора, а выход через усилитель. ограничитель подключен к первому входу фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом генератора опорного напряжения, подключенного к Второму входу однополоснрго балансного преобразователя, На чертеже представлена блок-сХёШ Предла гаемого устройства для неконтактного опреде ления параметров вибрации. -. Выход генератора 1 йбгерёнтнЫх эйектрома нитных колебаний соединен с одним из пл-й 1рехплечевого циркулятора 2, соединенного-. также с фокусирующей системой 3, сопряжен ной с отражателем 4, укрепленнь1М на испЫты ваемом объекте, и с входом смесителя 5, другой вхШ отор6го однополосный балансный преобразователь 6 соединен с выходом генератора 1. Выход смесителя 5 через усилитель-ограничите ль 7 подкдючен к первому входу фазового детектора 8, второй вход, которого соединен с выходом гене ратора 9 ойорного напряжения, подключенным также к второму входу однополосного балан ного преобразователя 6.. . Устройство работает следующим образом. Испытываемый объект облучается СВЧ-КОле баниями генератора 1, в результ ате :часть, элек тромагнитной энергии отражается в направле нии блока 3 фокусировки излучения, причем отраженный сигнал имеет информацию об амплитуде и частоте вибрации в допплеровскЬм смещении фазы.. Этот сигнал вьщеляется в смеситель 5, смешиваясь с сигналами опорной частоты генератора 9 сигналом, отраженным от объекта и просачивающимся от генератора 1 когерентных электромагнитных колебаний. Затем выделенный сиг Нал усиливается усилителем-ограничителем 7 ДО величины, необходимой для.работы фазового детектора 8. Ограничение осуществляется для устранения паразитной амплитудной модуляции. На выходе фазового детектора 8 полу ют напряжение J - Cos wdt + . де и - выходное напряжение фазового детектора, Ci;y - допплеровское смещение частоты, (/JcM-фзза отраженного сигнала. . Т&ким образом, сигнал, выделенный на ыходе фазового детектора, имеет частоту, равую частоте контролируемого колебания, амплитуду, однозначно характеризующую мплитуду вибрации. Применение предлагаемого устройства позвояет осуществлять измерения на расстоянии -100 метров при максимальной амплитуде олебаний 15 мм с точностью не хуже 1% может найти щирокое применение в научых исследованиях и контроле технологических. роцессов, например, в системах управления активными обратными связями, где задача есконтактного контроля параметров вибраии на значительном расстоянии является собенно актуальной. Формула изобретения Устройст1в6 для неконтактного определения параметров вибрации, содержащее генератор когерентных электромагнитных колебаний, блок фокусировки излучения, сопряженный с отражателем, укрепленным на испытываемом объекте, и генератор опорного напряжения отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона однозначного измерения амплитуды колебаний, в него введены трехплечевойциркулятор, смеситель, однополосный балансный преобразователь, усилительограничитель и фазовый детектор, при этом первое плечо циркулятора подключено к блоку фокусировки излучения, второе плечо - к генератору когерентных электромагнитных колебаний, подключенному через однополосный балансный преобразователь к первому входу смесителя, второй вход которого соединен с третьим плечом циркулятора, а выход через усилитель-ограничитель подключен к первому входу фазовогй детектора, второй вход которого соединен -с выходом генератора опорного напряжения, подключенного.к второму входу однополосного балансного преобразователя. , - - Источники информации, принятые во внимание при : кСпертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 322648, кл. G 01 Н 11/00, 12.05.70. 2.Авторское Свидетельство СССР № 352149, кл. G 01 Н 11/00, 25.12.70 (прототип).