Бесконтактное тензометрическое устройство

Бесконтактное тензометрическое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано , например, при измерении деформации вращающихся турбинных лопаток . Цель изобретения - повышение точности и помехоустойчивости устройства . Устройство содержит передающую часть, включающую блок 1 питания, N тензодатчиков 2.1 - 2.N, передатчики 3.1 - 3.N и приемную часть, включающую усилитель 5, задающий генератор 6, N блоков 7.Т - 7.N регистрации , N приемников 8.1 - 8.N. Связь между передающей и приемной частями осуществляется с помощью элементов 10 и 11 связи. В устройство введены блок 4 управления и коммутатор 9. Это исключает погрешности, связанные с неодинаковыми условиями передачи сигналов тензодатчиков и калибровки. Обеспечиваются близкие частоты сигнала и калибровки, а также уменьшается диапазон частот, занимаемый первичным спектром сигнала и калибровки . В описании приведены примеры конкретного вьшолнения блока 4 .управления и передающей части устройства . 3 з.п. ф-лы. 3 ил. i (Л со со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

С5Н 4 С 01 В 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕНК1 1Й КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITI41 (21) 3966414/24-21 (22) 14. 10. 85 (46) 23.09.87. Бюл. М 35 (71) Производственное объединение турбостроения "Ленинградский металлический завод" и Ленинградский электротехнический институт связи им.проф.

М.А.Бонч-Бруевича (72) А,Д.Артым, С.Я.Большаков, Е,Г.Будай, М.Е.Дубов, Ю.А.Ембулаев, Е.В.Козин, В.А.Лисовский и Н.Н.Шилович (53) 621,36 (088.8) .(56) Mesures regulation — automatisme, vol.36, N 1-2, 1971, 71-72 (by Alan

I.Adler Staffengineer, Aегоtherm

Corporation Fraduit de I American

par Pierre Svillan, Division Electronique, Europa via — Franse). (54) БЕСКОНТАКТНОЕ ТЕНЗОИЕТРИЧЕСКОЕ

УСТРОЙСТВО (57) Изсйретение может быть использовано, например, при измерении деформации вращающихся турбинных лопа„„SU„„1339392 А1 ток, Цель изобретения — повышение точности и помехоустойчивости устройства, Устройство содержит передающую часть, включающую блок 1 питания, N тензодатчиков 2. 1 — 2.N, передатчики 3,1 - 3,N и приемную часть, включающую усилитель 5, задающий генератор 6, N блоков 7. 1 — 7.N регистрации, N приемников 8.1 — 8.N.

Связь между передающей и приемной частями осуществляется с помощью элементов 10 и 11 связи, В устройство введены блок 4 управления и коммута° тор 9. Это исключает погрешности, связанные с неодинаковыми условиями передачи сигналов тензодатчиков и с калибровки, Обеспечиваются близкие частоты сигнала и калибровки, а также уменьшается диапазон частот, занимаемый первичным спектром сигнала и калибровки. В описании приведены примеры конкретного выполнения блока 4 управления и передающей части устройства. 3 з.п. ф-лы. 3 ил.

1339392

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к средствам измерения деформации вращающихся турбинных лопаток с помощью тенэометров сопротивления.

Целью изобретения является повышение точности и помехоустойчивости путем исключения погрешностей, связанных с неодинаковыми условиями передачи сигналов тензодатчиков и калибровки, обеспечения близких частот сигнала и калибровки, а также уменьшения диапазона частот, занимаемого первичным спектром сигнала и калибровки.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — передающая часть устройства; на фиг.3 — приемник приемной части.

Передающая часть бесконтактного тензометрического устройства (фиг.1) содержит блок 1 питания, N тензодатчиков 2.1 — 2.N по числу каналов измерения, N передатчиков 3 ° 1 — 3.N, блок 4 управления. Приемная часть бесконтактного тензометрического устройства содержит усилитель 5, задающий генератор 6, N блоков 7.1 — 7.N регистрации, N приемников 8.1 — 8,N, коммутатор 9 частоты. Связь между передающей .и приемной частями осуществляется с помощью первого 10 и второго 11 элементов связи.

Каждый из тензодатчиков 2.1 -.2.N соединен с соответствующим информационным входом соответствующего передатчика 3.1 — З.N. Вторые входы каждого иэ передатчиков 3.1 — 3.N соединены с выходом блока 1 питания, и информационные выходы — со входом первого элемента 10 связи, обеспечивающего передачу информации с вращающегося объекта. Вход блока 1 питания соединен с выходом второго элемента

11 связи, обеспечивающего питание передающей части системы. Первый вход блока 4 управления соединен с выходом второго элемента 11 связи, второй вход — с выходом блока 1 питания, а выход — с управляющим входом каждого из передатчиков 3.1 — З.N. Выход коммутатора 9 частоты через последовательно соединенные задающий генератор 6 и усилитель 5 соединен со входом второго элемента 11 связи. Информационный вход каждого иэ приемников

8.1 — 8.N соединен с выходом первого элемента 10 связи, а выход — с соответствующим входом соответствующего блока 7.1 — 7.N регистрации. Кроме того, блок 4 управления (фиг,2) содержит последовательно соединенные полосовой фильтр 12, амплитудный детектор 13, пороговый блок 14 и стабилизатор 15 напряжения, выход которого является выходом блока 4 управления, Вход полосового фильтра 12 является

10 первым входом блока 4 управления, а вторые входы соответственно порогового блока 14 и стабилизатора 15 напряжения являются вторым входом блока 4 управления.

15 Кроме того, каждый из передатчи,ков 3.1 — З,N (фиг.2) содержит последовательно соединенные источник 16 стабилизированного напряжения и стабилизатор 17 тока, выход которого яв2р ляется первым входом передатчика и соединен с первым входом ключа 18, второй вход которого соединен с выходом генератора 19 калибровки. Вход генератора 19 соединен с третьим вхо25 дом ключа 18, выход которого через последовательно соединенные усилитель

20 низкой частоты, частотный модулятор 21 соединен со входом усилителя

22 высокой частоты, выход которого

30 является выходом передатчика. Соответствующий выход источника 16.стабилизированного напряжения соединен с четвертым входом ключа 18 и с соот ветствующими входами усилителя 20

З5 частоты, частотного модулятора 21 и усилителя 22 высокой частоты. Вход источника 16 стабилизированного напряжения и вход генератора 19 калибровки являются соответственно вторым

4р и третьим входами передатчика.

Кроме того, каждый из приемников

8 ° 1 — 8.N (фиг.3) содержит последовательно соединенные усилитель 23 высокой частоты, частотный детектор 24, 45 фильтр 25 низких частот и усилитель

26 низкой частоты. Вход усилителя 23 высокой частоты и выход усилителя 26 низкой частоты являются соответственно входом и выходом приемника.

Передающая часть бесконтактной тензометрической системы размещается на вращающемся объекте, например, в центральном сверлении ротора турбины.

Первый 10 и второй 11 элементы связи состоят из двух частей — роторной и

5 статорной. Роторная часть находится на вращающей части объекта и соединена с передающей частью системы, а статорная — прикреплена к неподвижным

1339392 частям объекта и соединена с приемной частью системы. В качестве указанных элементов связи могут применяться вращающиеся трансформаторы.

Бесконтактное тензометрическое устройство работает следующим образом. поступает на соответствующий блок регистрации.

В случае, если коммутатор 9 частоты находится в положении Калибров11 ка, частота задающего генератора 6 составляет 15 кГц. В этом случае она попадает в полосу пропускания полосового фильтра 12. На выходе амплитудВ Режиме Сигнал с помощью коммУ- ð ного детектора 13 появляется напряжеример, частоту задающего генератора

1 жения. Напряжение с его выхода эапусданной частоты УсиливаетсЯ Усилителем кает генератор 19 калиб калибровки и пере5 и чеРез элемент 11 СВЯЗИ постУпает 15 ключаат ключ 18. В этом случае ко в блок 1 питания, осуществляющии IIH входу усилителя 20 низкой частоты тание выпрямленным стабилизированным прикладывается напряжение с выхода напРЯжением пеРедающей части системы. „е„ератора 19 калиб > кали ровки частотой

НапРЯжение с выхода втоРого элемента 400-500 Гц, близкой к значениям час11 связи поступает также на вход по- 20 тот вибраций на лопат ах Д

2О тот ви раций на лопатках. Далее сигнал кали ровки проходит через те же ния, однако указанные частоты не вхо- цепи, что и в случае прохождения подят в полосу пропускания полосового лезного сигнала. Таким образом, опефильтра 12, частота настройки которо- ратор может по желанию устанавливать го 15 кГц, поэтому напряжение Hà его 25 в приемной части системы любой из выходе мало, пороговый блок 14 не двух режимов работы системы "Сигнал" срабатывает и не включает стабилиэа- или Калибровка". тор 15 напряжения. Поэтому генератор При частоте задающего генератора

19 калибровки не работает, и ключ 18 6, отличающейся от 15 кГц более, чем находится в положении, обеспечиваю- 30 на 1 кГц, на выходе блока 4 управлещем подключение ко входу усилителя ния напряжения нет и передатчики

20 низкой частоты выходы стабилизато- 3,1 — 3.N работают в режиме передачи ра 17 тока, нагруженного на один из сигнала. Если частота задающего генетензодатчиков 2. 1 — 2.N. Напряжение ратора 6 равна 15 + 1 кГц, то на вывибраций лопаток с частотами 100

35 ходе блока 4 управления появляется

5000 Гц поступает на вход усилителя напряжение, в результате чего систе20 низкой частоты, модулируется по ма переходит в режим. передачи сигначастоте частотным модулятором 21 и ла калибровки. усиливаясь усилителем 22, поступает Изобретение позволяет повысить на элемент 10 связи, на котором сум- 4р точность и помехоустойчивость бесконмируются сигналы со всех М передат- тактного тензометрического устройчиков. ства в условиях длительной работы в

С выхода элемента 10 связи сигналы турбомашине при изменяющихся темперапоступают на входы N приемных устрой- турах (от 20 до 125 С), ускорениях ств 8;1 — 8.N, нагруженных соответ- 4> до 5000 g и наличии агрессивной пароственно на N блоков 7. 1 — 7.N регист- масляной среды. Это достигается за рации, сигнал определенного канала счет полного исключения погрешностей, выдсляется из общего спектра входной связанных с неодинаковыми условиями цепью, усиливается усилителем высо- передачи сигналов тензодатчиков и кой частоты, с выхода элемента 10 п калибровки; обеспечения близких чассвязи сигналы поступают на вход N тот сигнала и калибровки; значительприемников 8.1 — 8.N, соединенных ного уменьшения диапазона частот, соответственно с блоками 7.1 — 7.N занимаемого первичным спектром сигнарегистрации. При этом соответствую- ла и калибровки, что позволяет значищий сигнал выделяется из общего спек- 55 тельно сузить полосу пропускания притра, усиливается усилителем 23, де- . емников. тектируется частотным детектором 24 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я и, пройдя через фильтр 25 низких час- 1. Бесконтактное тенэометрическое тот и усилитель 26 низкой частоты, устройство, содержащее первый и вто1339392 рой элементы связи, передающую часть, расположенную на вращающейся части объекта контроля и содержащую N-тенэодатчиков, выход каждого из тензодатчиков соединен с соответствующим информационным входом соответствующего передатчика, вторые входы каждого H3 N-передатчиков соединены с выходом блока питания, выходы N передатчиков объединены и соединены с входом первого элемента связи, вход блока питания соединен с выходом второго элемента связи, приемную часть, содержащую последовательно соединенные задающий генератор и усилитель, выход которого соединен с входом второго элемента связи, а также >„ приемников, информационные Входы ко-:О-" рых объединены и соединены с Eii,<ход(>к< первого элемента связи, а выход каждого из И приемников соединен с i;К.<— дом соответствующего блока рег11с"рации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, в передающу1<> часть введен блок управления, а в приемную — коммутатор частоты, причем первый вход блока управления соединен с выл(одом второго элемента :Вязи, второй вход — с выходом блок:1 питания, а выход — с управля<ощим Вхо-. дом каждого из 1Я передатчиков, Выход коммутатора частоты соединен с в:(Одnк< задающего генератора.

2, Устройство по п.1, О т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок np<1„ления содержит последовательно соединенные полос овой фильтр, амп»11гуд><ый детектор, пороговый блок и ста<>11<11<заторр нагряжения, выход которо1О является выходом блока управ><е>1«я, Выход

Г пол< сового фильтра является Входом блол(1 управ-<ения, а вторые входы, со ><нет< твенно, порогового блока и стабилизатора напряже11ия являются вторым

«ходо;> б t(JKB управления.

3. Устройс",âî по п.1„ о r л и ч,1 ю щ е е с я тем, что каждый иэ

N пер<.сатчикoв содержит последова1g тельно соединенные источник стабилизированного напряжения и стабилизатор то а, выход которого является первым Вхопом передатчика и соединен с первым вхогом ключа, Второй вход

15 которого соединен с выходом генератсра ка.<1>бровки, вход которого соединен с тре гьим Входом ключа, выход котороГО .1< ",<.: ГIC» Jit ДС>ВВТСЛЬ113 <>ЕДИН ННЫЕ

11113 КОЙ 1

2,1 мОду 1;1гt >р соединен с Входом усилите,<<я;.ы::.-.,Кой

НEÇJ t < ".. H(среда "<

1.«: <. Г i <1111111 ?????????? ?????????????????? ??????(>или зир >В,>«но> О напряжения соединен с .?5 чс "11 1ым I>xoqroa ключа и с соотве,— с1;,, ь 1:<1»1и "11равляк>щими входами усили-.111:.1<:»cot t частоты, частотног< мо, у . с р, i1 усилителя Вь<сс кой 1а< тоты, 11. >,: " « > .<сика стабилизированно> О

„"П нл1>ря;.. В<я и вхсд генсрагора кал;<б: < 1Jt . Нн. Н1<:тся, соответственно Вторым

Р; ЬВ; 1<ХОДаМИ ПЕР(ДатЧИКЛ.

У <>тр,>I IO i U D II(> ч;1 i <ц e с с я 1 ем q ч 1 О кяжцый из

1, ><р>. -111<ИКОВ (- <3OÒÎIIÒ Из <1ОСЛРЦОВа."!Э 1 <:.Л >:1 . Г О(ДИНЕHHI IX l OIIËHÒeËß ВЫСОКОЙ

<11d i d, i,t,:>С.ТОТНОГО ДЕтсктОРа, фИЛЬт1>11 111 11.И . ЧВСТОТ И УСИЛИТеЛя ИИзкой ча т сы. причем EJ1(тот»> и выход усилит PJIR низкой

1, с> ь> яв><><к>тся с Оо I JJåòñòâeitно, BxoE1oI > 11 Вы;.<>Дом IIPHeiiiHEIêi3.

1339392

Составитель Е.Березов

Редактор Н,Егорова Техред И.Попович КоРРектоР С.Черни

Заказ 4210/31 Тирах 676 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ухгороц, ул. Проектная, 4