Устройство для измерения параметров вибраций Советский патент 1980 года по МПК G01B19/34 

t

Изобретение относится к области виброметрии и может быть использовано для бесконтактного измерения трехмерных вибраций.

Известно устройство для измерения одномерных вибраций, содержащее преобразователь механических колебаний в колебания направления или интенсивности светового луча, фотоэлементы, усилители и осциллограф 1 .

Устройство имеет возможность измерения вибраций только в одном направлении.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для измерения параметров вибраций,содержащее последовательно установленные излучатель, маску, фотоприемники и электронный узел, вкJnючaющий сумматор, вычитаиощий блок и блок деления 2.

Недостатком зтого устройства является невозможность получения информации с трех составляющих вибрации объекта.

Целью изобретения является получение ин формации с трех составляющих вибрации объекта.

Цель достигается тем, что маска выполнена с прорезями, за которыми установлены фотоприемники, попарно включенные по дифференциальной схеме и располагаемые взаимно перпендикулярно так, что их продольные оси совпадают с осями прорезей маски, а их длина выполнена меньше длины оптического изображения прорезей, к одной

10 паре фотоприемников последовательно подключены сумматор, блок деления и один.из блоков вычитания, а другой подсоединен входами к одному из фотоприемников другой пары и к блоку деления.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - электронная блок-схема.

Устройство содержит излучатель 1 света, маску 2, связываемую с объектом 3, фотоприемники 4-7, попарно включенные по дифференциальной схеме, электронный узел, включающий сумматор 8, блок 9 деления, вычитающие блоки 10, 11.

Маска 2 имеет две прорези, расположенные вдоль осей X и У так, что при отсутствии вибрации объекта 3, с которым она связана, изображения

этих прорезей на поверхности фотоприемников 4-7 создают равные освещенные участки шириной Ло

При возникновении механических вибраций начинает вибрировать маска 2 в общем случае по трем координатам.

Напряжение/ которое снимают с фотоприемников 4-7, таким образом, содержит информацию о суммарной вибрации оптического изображения прорезей относительно соответствующих фотоприемников. Размеры фотоприемников 4-7 и оптического изображения прорезей маски 2 выбирают так, что длина фотоприемников 4-7 должна быть меньше длины изображения прорезей с тем, чтобы колебание прорезей вдоль оси X не вызывало изменения выходного сигнала фотоприемников 4, 5, а колебание прорезей вдоль оси У не вызывало изменения освещенности и, следовательно, выходног.о сигнала фотоприемников 6,7, В этом случае сигналы 0 и ii , снимаемые с фотоприемников 4, 5, зависят от колебания изображения относительно оси У и Z, а сигналы U и и ., снимаемые с фотоприемников б И 7, зависят от колебания изображения относительно осей X и Z.

Колебание изображения вдоль осей вызывает колебания напряжений, снимаемых с фотоприемников соответственно 4 , 5 и б, 7, Амплитуда и частота напряжений соответствуют амплитуде и частоте вибраций по фазе, они в каждой паре приемников отличаются на 180,

Колебание изображения вдоль оси Z вызывает изменения напряжений фотоприемников 4, 5 и б, 7 так, что амплитуда и частота напряжения соответствуют амплитуде и частоте вибраций, а фазы всех напряжений совпадают,

Это уюаьоляет выделить составляющую, зависящую от колебаний изображения вдоль оси Z,следующим образом: напряжения 0 и 0,;, содержащие равные по значению и противоположные по фазе составляющие, зависящие от колебания изображения относительно оси {, подают на сумматор 8, на выт. ходе которого получают напряжение Ug, являкядееся функцией удвоенных колеба(й1й оптического изображения относительно оси Z- л. Это напряжение затем подают на блок 9, осуществляющий деление на 2, на выходе блока 9

получают напряжение Од, частота которого соответствует частоте вибраций изображения относительно оси Z, а амплитуда - амплитуде этих вибраций. Напряжение Ug подают на вычитающие блоки 10 и 11, туда же подают напряжения U и Uj соответственно. Причем напряжение О j содержит составляющую, зависящую от вибраций изобра-. жения относительно оси X, и составляющую, зависящую от вибрации изображения относительно оси Z.

На выходе блока 10 получают напряжение , , которое является функцией вибраций оптического изображения относительно оси У- AV. На выходе блока 11 получают напряжение U, которое является функцией вибрации относительно оси X (йХ) .

Применение изобретения позволяет бесконтактно определять три состав-, ляющие вибраций различных объектов иизображений.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров вибраций, содержащее последовательно установленное излучатель, маску, фотоприемники и электронный узел, включающий сумматор, вычитакедий блок и блок деления, отличающееся тем, что, с целью получения информации с трех составляющих вибрации объекта, маска выполнена с прорезями, за которыми установлены

5 фотоприемники, попарно включенные по дифференциальной схеме и располагаемые взаимно перпендикулярно так, что их профильные оси совпадают с осями прорезей маски, а их длина выбрана меньше длины оптического изображения прорезей, к одной паре фотоприемников последовательно подключенысумматор, блок деления и один из блоков вычитания, а другой подсоедиж нен входами к одному из фотЬприемников другой пары и к блоку деления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 352149, кл, G 01 Н 11/00, 1972,

2, Корин Ю, И, Виброметрия, М,, Гос, научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1963, с, 578-582 (прототип).

n--f()

Utn