Ультразвуковой виброметр Советский патент 1980 года по МПК G01H11/00 

Изобретение относится к акустичес кому приборостроению и может быть ис пользовано для контроля технологичес ких устройств.и процессов. Известйо устройство для бесконтак ного измерения вибраций, которое содержит дифференциальный токовихревой датчик, схему измерительного канала параметров вибрации, включакядую В себя последовательно соединенный катодный и эмиттерный повторитель, блок усилителей, осциллоскоп и канал измерения величины абсолютного зазора, состоящий из согласующего устройства, усилителя, детектора и ключевой схемы 1J . Однако данное устройство.предназначено для измерения только низкочастотных вибраций и неможет быть, использовано для измерения 1вибрации ультразвуковых частот. Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее индикатор и последовательно включенные автогенератор, электрический колебательный контур которого представляет собой параметрический датчик смещений, усилитель-дискриминатор, частот ный детектор, фильтр ультразвуковых частот 2. К недостаткам устройства относится невысокая точность измерений, обусловленная Необходимостью калибровки устройства перед каждым измерением, а также контроля чувствительности прибора в процессе самих измерений. Целью изобретения является повышение точности Измерений. Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковой виброметр дополнительно снабжен фильтром нижних частот, вход которого подключен к выходу частотного детектора, и ; включенным межНУ фильтром ультразвуковых частот и индикатором управляемым усилителем, управляющий вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот.. На чертеже представлена схема ультразвукового виброметра.. Ультразвуковой виброметр содержит индикатор 1, последовательно включенные автогенератор 2, электрический колебательный контур которого представляет собой параметрический датчик 3 смещений, усилитель- дискриминатор 4, частотный детектор 5, фильтр 6 ультразвуковых частот, фильтр 7 нижних частот, вход которого подключен к выходу частотного детектора 5, включенный между фильтром 6 ультразвуковых частот и индикатором 1 управляемый усилитель 8, управлянзций вход которого соединен с выходом фильтра 7 нижних частот, исследуемая конструкция 9.

Устройство работает следующим образом. .

Датчик 3 смещений устанавливается на некотором расстоянии от исследуемой конструкции 9, амплитуда колебаний которой измеряется. При колебаниях исследуемой конструкции 9 с соответствующей амплитудой будет изменяться поле магнитного рассеяния датчика 3 и, следовательно, его эффективная индуктивность. Изменение индуктивности колебательного контура в качестве которой использована катушка датчика, приводит к и-эмененйю мгновенного значения частоты автогенератора 2 в соответствии с изменениями мгновенного значения положения вибрирующей исследуемой конструкции 9. Таким образом, частота сигнала на выходе автогенератора 2 несет информацию о мгновенном значении расстояния между датчиком 3 и исследуемой конструкцией 9. Сигнал с выхода автогенератора поступает на вход усилителя-дискриминатора 4-, в котором происходит его усиление и устранение сопутствующей амплитудной модуляции. С выхода усилителя-дискриминатора сигнал поступает на вход частотного детектора 5, где происходит его детектирование.

В выходном сигнале частотного детектора 5 имеется две составляннцие: составлянадая ультразвуковой частоты, амплитуда которой пропорциональна амплитуде смещения АО исследуемой конструкции, и постоянная составляющая, величина которой пропорциональна среднему расстоянию меяаду датчикЪм 3 и исследуемой конструкцией. Составляющая сигнала усльтразвуковой частоты проходит через фильтр 6 ульт|развуковой частоты, не пропускающий постоянной составлякйцей, и далее попадает на вход управляющего усилителя 8, где происходит ее усиление до требуемой величины. Усиленное напряжение подается на индикатор 1, на выходе которого имеется электроизйёрительный прибор со шкалой, проградуированной в единицах измерения параметров вибрации. Однако амплитуда составляющей сигнала ультразвуковой частоты пропорциональна амплитуде колебательных смещений и обратно пропорциональна среднему расстоянию между датчиком 3 смещений и исследуемой конструкцией.

Для сохранения постоянной чувствительности виброметра постоянная составляющая напряжения частотного

детектора 5 через фильтр 7 нижних

частот поступает на управлягаций вход регулируемого усилителя 8, коэффициент, усиления которого изменяется пропорционально величине постоянной составляющей напряжения. Следовательно, погрешности измерений, связанные с необходимостью калибровки устройства перед каждым измерением, а также контроля настройки прибора в процессе самих измерений исключаются. ,-.Изобретение обеспечивает повышение точности измерений в связи с тем, что не требует предварительной калибровки перед каждым измерением

5 и текущего контроля чувствительности, кроме того, позволяет сократить время, необходимое для проведения измерения.

Формула изобретения

Ультразвуковой виброметр, содержащий индикатор и последовательно включенные автогенератор, электрический

5 колебательный контур которого представляет собой параметрический датчик смещений, усилитель-дискримина- . тор, частотный детектор и фильтр ультразвуковых частот, о т л и ч 5

0 ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен фильтром нижних частот, вход которого подключен к выходу частотного детектора, и включенным между фильтром ультразвуковых частот и. индикатором управляемым усилителем, управлянлций вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0

1.Авторское свидетельство СССР № 376607 кл. G 01 Н 11/00, 1959.

2.Авторское свидетельство СССР

134036, кл. G 01 Н 11/00 (прототип)