Ультразвуковой виброметр Советский патент 1982 года по МПК G01H11/00 

Изобретение относится к средствам акустических измерений и может найти применение для измерения перемещений в любой отрасли машиностроения.

По основному авт. св. № 746204 известен ультразвуковой виброметр, содержащий последовательно включенные автогенератор, индуктивность колебательного контура -которого является параметрическим датчиком смещений, усилитель-дискриминатор, частотный детектор, фильтр ультразвуковых частот, управляемый усилитель и индикатор. Между выходом частотного дете ктора и управлякицим входом управляемого усилителя включен фильтр нижних частот ( 1 .

Недостатком виброметра является узкий диапазон измеряемых смещений. Это обусловлено тем обстоятельством, что при значительном изменении расстоянии между контролируемой поверхностью и датчиком значительно изменяется частота автогенератора, рабочая точка частотного детектора уходит за пределы линейного участка характеристики, что снижает чувствительность виброметра.

Целью изобретения является раааирение диапазона рабочих расстояний.

Поставленная цель достигается тем,; что ультразвуковой виброметр, содержгиций последовательно включенные автогенератор, индуктивность колебательного контура которого является параметрическим датчиком смещений, усилитель-дискриминатор, частотный детектор, фильтр ультразвуковых частот, управляемый усилитель и индикатор и включенный между выходом частотного детектора и управляющим входом управляемого усилителя фильтр нижних частот, снабжен усилителем постоянного, тока, вход которого подключен к выходу фильтра нижних частот, функциональным преобразователем, включенным одним из выходов последнего и управляющим входом управляемого усилителя, и варикапом, включенным в контур частотного детектора и связанным с усилителем постоянного тока.

На чертеже представлена функциональная схема виброметра.

Ультразвуковой виброметр содержит последовательно включенные автогенератор 1, индуктивность колебательного контура которого является napaMerpH-i

ческим датчиком 2 смещений, усилительдискриминатор 3, частотный детектор 4, фильтр 5 ультразвуковых частот, управляемый усилитель б и индикатор 7. Фильтр 8 нижних частот включен между выходом частотного детектора 4 и управляющим входом управляемого (Усилителя б. Усилитель 9 постоянного 1тока подключен входом к выходу фильтра 8 нижних частот, функциональный преобразователь 10 включен между одним из выходов фильтра 8 нижних частот и управляющим входом управляемого усилителя б, а варикап 11, включен в контур 12 частотного детектора 4..

Ультразвуковой виброметр работает следующим образом.

Параметрический датчик 2 смещений автогенератора 1 устанавливают на расстоянии от контролируемой поверхности, при колебаниях которой изменяется эффективная индуктивность колебательного контура и, следовательно, мгновенная частота автогенератора 1, которая несет информацию о мгн венных значениях расстояния между датчиком 2 и контролируемой поверхностью. В поступившем на усилительдискриминатор 3 сигнале устраняется амплитудная модуляция;. В выходном синале частотного детектора 4 cocтaвлящая ультразвуковой частоты пропорциональна амплитуде смещений контролирумой поверхности,тогдакак постоянная составляющая сигнала пропорциональна среднему рад::стоянию между датчиком 2 и контролируемой поверхностью. Составляющая сигнала ультразвуковой частоты проходит через фильтр 5 ультразвуковых частот, не пропускающий постоянной составляющей, и усили вается до требуемой величины управлямым усилителем б, с которого подаетс на индикатор 7 с электроизмерительным прибором, проградуированным в единицах длины.

Для Того, чтобы при изменении расстояния между датчиком 2 и контролируемой поверхностью рабочая точка частотного детектора 4 оставалась на середине линейного участка характеристики, постоянная составляющая сигнала, выделяемая фильтром 8 нижних частот, усиливается усилителем 9 постоянного тока и подается на варикап 11 частотного детектора 4. Напряжение на варикапе 11 поддерживается таким, что в любой момент времени контур 12 частотного детектора 4. оказывается настроенным на среднюю частоту автогенератора 1 и, следовательно, рабочая точка находится на середине линейного участка характеристики частотного детектора.

Для сохранения чувствительности виброметра усиленная постоянная составляющая с выхода усилителя 9 постоянного тока через функциональный преобразователь 10 подается на управляющий вход усилителя 6. Функциональный преобразователь 10 может быть выполнен, например, кусочно-линейно аппроксимирующим с подстройкой крутизны преобразования на каждом из линейных участков. При настройке виброметра функциональный преобразователь 10 настраивается так, чтобы исключалась погрешность в точках сопряжения кусочно-линейных участков.

Использование изобретения позволяет расширить диапазон измеряемых смещений благодаря тому, что частотный детектор при любом расстоянии работает на середине линейного участка характеристики детектора.

Формула изобретения Ультразвуковой виброметр по авт. св. № 746204, отличающ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона рабочих расстояний, он снабжен усилителем постоянного тока, вход которого подключен к выходу фильтра нижних частот, функционалным преобразователем, включенным между одним из выходов последнего и управляющим входом управляемого усилителя, и варикапом, включенным в контур частотного детектора и связанным с усилителем постоянного тока

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 746204, кл. G 01 Н 11/00, 1977 (прототип).,