Устройство для измерения амплитуды и фазы вибраций объекта

Устройство для измерения амплитуды и фазы вибраций объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ И ФАЗЫ ВИБРАЦИЙ ОБЪЕКТА, содержащее последовательно соединенные генератор и излучатель акустического сигнала, последовательно соединенные приемник, вычислительный блок, к второму входу которого подключен выход генератора, и регистратор , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения,.оно снабжено приемником радиоимпульсов и генератором радиоимпульсов, предназначенным для установки на объекте, вычислительный блок выполнен из последовательно соединенных опорного генератора , первого умножителя частот, второй вход которого подключен к выходу приемника радиоимпульсов, фильтра разностной частоты, умножителя , второго умножителя частот, второй вход которого является вторым входом вычислительного блока, фильтра суммарной частоты, третьего i умножителя частот, второй вход которого является первым входом вычисСО лительного блока, фильтра нижних частот, когерентного накопителя и амплитудного детектора, включенного между выходом приемника радиоимпульсов и управляющим входом когерентного накопителя.

СОО3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН (19) (11) (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/

3

/, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО делАм иэОБРетений и ОтнРытий (21) 3496830/25-28 (22) 01. 10 ° 82 (46) 23. 10.85. Бюл, У 39 (72) С.М. Горский, А.Л. Матвеев и В.П. Томаров (71) Институт прикладной физики

АН СССР (53) 621.022.56(088.8) (56) Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара./Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1978, кн. 2, с. 55, 57. .(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

АМПЛИТУДЫ И ФАЗЫ ВИБРАЦИЙ ОБЪЕКТА, содержащее последовательно соединенные генератор и излучатель акустического сигнала, последовательно соединенные приемник, вычислительный блок, к второму входу которого подключен выход генератора, и регистратор, о т л и ч а ю. щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено приемником радиоимпульсов и генератором радиоимпульсов, .предназначенным для установки на объекте, вычислительный блок выполнен из последовательно -соединенных опорного генератора, первого уиножителя частот, второй вход которого подключен к выходу приемника радиоимпульсов, фильтра разностной частоты, умножителя, второго умножителя частот, второй вход которого является вторым входом вычислительного блока, фильтра суммарной частоты, третьего умножителя частот, второй вход которого является первым входом вычислительного блока, фильтра нижних частот, когерентного накопителя и амплитудного детектора, включенного между выходом приемника радиоимпульсов и управляющим входом когерентI ного накопителя.

1187071

Изобретение относится к акусти- ческим измерениям и может быть использовано при диагностике машин на вибрацию, установленных на движущихся объектах.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1, излучатель 2 акустического сигнала.

Приемник 3 принимает отраженный от объекта 4 акустический сигнал.

Кроме того, на объекте установлен генератор 5 радиоимпульсов, излучающий сигнал с периодом, равным периоду первой гармоники вибраций объекта.

Приемник 6 радиоимпульсов под— ключен к последовательно соединенным первому умножителю 7 частот, фильтру 8 раэностной частоты, умножителю 9, второму умножителю 10 частот, второй вход которого соединен с выходом генератора

1, фильтру 11 суммарной частоты, третьему умножителю 12 частот, второй вход которого связан с приемником 3, фильтру 13 нижних частот, когерентному накопителю 14, управляющий вход которого соединен через амплитудный детектор 15 с приемником 6 радиоимпульсов и регистратору 16. Второй вход первого умножителя 7 частот подключен к опорному генератору 17, частота которого равна частоте заполнения радиоимпульсного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 формирует акустичес— кую волну вида Я б (" (1 = Б л — несущая круговая частота, время

l г() — расстояние, пройденное волной; — скорость звука в среде.

Отраженный от вибрирующего объекта сигнал несет информацию о расстоянии Ч до объекта, изменяющемся иэ-за движения обьекта, и о рас. стоянии, изменяющемся иэ-эа вибраций объекта — Д, т.e "(t) = r4(t) iã (t) .

Приемник 3 принимает сигнал вида

5 где и (Ц вЂ” аддитивный шум.

Генератор 5 излучает сигнал вида

10 — т 5 "Ы

20 ь гес1 — 5inн, Иэ-за различия в расстояниях, проходимых сигнаЛом генератора и радиоимпульсом с объекта, допллеровские изменения в сигналах 5 и 5 < различны и для компенсации их в отраженном сигнале необходимо выравнить допплеровские изменения, обусловленные невибрационными перемещениями в сигналах приемников 3 и 6. Выделение сигнала допплеровских изменений происходнт в первом умножителе 7 частот и фильтре 8 раз-. ностной частоты, сигнал заполнения импульса на выходе которого имеет вид

30

Ы, Р (Ф,) бу -stA с

Все расчеты производятся с точностью до несущественных постоянных амплитудных и фазовых состав,ляющих.

Выравнение осуществляется в умножителе 9 на величину

С а

2 —.

Q(Компенсация допплеровских искажений осуществляется во втором умножителе 10 частот, фильтре 11 суммарной частоты и третьем умножителе 12 частот.

Сигнал на выходе умножителя 10

50 частот имеет вид

55, 2r (t)i ю 5,И) 5з(() =+> са 4 )t гг,(Ц, з п 4) где t1 — номер импульса;

2 пан — количество импульсов;

15 Т, — длительность импульсов; период вибраций объекта, несущая частота.

На выходе приемника 6 формируется сигнал

1187071 сигнал-шум. (о "В(t) i о )+нф. с

Составитель Л.Кондрыкинская

Редактор Г.Волкова Техред З.Палий Корректор И.Эрдейи

Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 6542/49

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Первое слагаемое выделяют фильтром 11 суммарной частоты и умножают на сигнал с приемника 3. На выходе третьего умножителя 12 частот возникают вновь составляющие на суммарных и разностных частотах

2г,К) г (tlat н 3 " 2 о ) с с )

/6 о 8 Ю

+ sin t п(Ц, 10

В одном из слагаемых этого сигнала присутствует информация о вибрации. Ее выделяют фильтром 13 нижних частот, на выходе которого сигнал имеет вид 15

Так как аддитивный шум h(t) является случайным сигналом, а вибрация . периодическим, то в когерентном накопителе 14,. получаем информацию об амплитуде и фазе вибраций объекта с IIQBbIIHPHHbIM отношением

Управляющий вход когерентного накопителя 14 по фронту огибающей радиоимпульсов управляет сложением сигналов.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерять амплитуду и фазу вибраций объекта с повышенной точностью из.-за компенсации допплеровских искажений.