Устройство для контроля механи-ческого шума установки

Устройство для контроля механи-ческого шума установки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских

Социалистических т.еслублик

К ПАТЕНТУ ь 01 Н 1/00

G 01 R 29/02 (23) Приоритет - (32) (31) Р 2713640. 9 (33) ФРГ

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.03.81- Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 070381 (53) УДК 620.17 ° .05:681.26(088.8) Иностранцы

Вольфганг Бэк, Хорст Херцог и Гюнтер Штипситс : (ФРГ) (72) Авторы изобретения.

Иностранная фирма Крафтверк Унион Al (ФРГ) (71) Заявитель

7 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКОГО

ШУМА УСТАНОВКИ

Изобретение относится к акустике и предназначено для контроля механического шума.

Известно устройство для контроля механического шума установки, содержащее последовательно включенные чувствительный элемент, предусилитель заряда и активный полосовой фильтр и компараторы (11 .

Недостатком этого устройства является его чувствительность к помехам, так как в нем выходной сигнал появляется в тот момент, когда этот сигнал превысит заданное значение.

Это может приводить к ложным срабатываниям от сигналов помех, которые возникли не в самой установке.

Цель изобретения — повышение по- . мехоустойчивости путем автоматического согласования параметра срабатывания с постоянно изменяющимся основным уровнем шума установки и одновременного подавления импульсных поме,х.

25 указанная цель достигается тем, что устройство снабжено последовательно соединенными выпрямителем со сглаживающим звеном, усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, сигнализатбром предельного значения, второй вход которого соединен с выходом полосового фильтра, а к его выходу последовательно подсоединены электронный счетчик, декодирующий и запоминающий блоки, а выход и вход счетчика соединены между собой через блок для возврата в исходное состояние. При этом сигнализатор предельного значения состоит из последовательно соединенных операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с усилителем,с задаваемым коэффициентом усиления и электронного триггера выход которого соединен с входом электронного счетчика. Кроме того триггер имеет регулируемый гистерезис, а блок вбзврата в исходное состояние состоит из последовательно соединенных мультивибратора с задаваемой длительностью импульса и импульсного датчика, импульсный датчик выполнен в виде ждущего мультивибратора, причем мультивибратор снабжен резистивно-емкостным звеном, устанавливающим длительность импульса.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — упрощенная схема устройства, на фиг. 3 — кривая сигнала на выходе активного полосового фильтра, (61) Дополнительный к патенту— (22) звявлеHo 130378 (21) 259О9ОО/18-25 (51)М. КЛ.З

812191 на фиг. 4 — форма выходного сигнала блока для возврата в исходное состояние, ны фиг. 5 — форма выходного сигнала сигнализатора предельного значения, на фиг. б — форма кривой на выходе запоминающего блока.

Устройство содержит последователь но включенные чувствительный элемент .f., предусилитель 2 заряда и активный полосовой фильтр 3, через узловую .точку 4 соединенный с выпрямителем

5, со сглаживающим звеном, состоящим иэ конденсатора б и. резистора 7, с усилителем 8 с регулируемым коэффициентом усилителя, с сигналиэатором

9 предельного значения, второй вход которого соединен с выходом поло- 15, сового фильтра 3, третий — с узловой точкой 10, а к его выходу последовательно подсоединены электронный счетчик 11, выход и вход которого соединены. между собой через блок 12 Щ для возврата в исходное состояние, декодирующий 13 и запоминакиций 14 блоки. Выход электрического счетчи«а 11 соединен с входом блока 12 для возврата в исходное состояние через диод 15, а с входом запоминающего блока — через диод 16 в точке

17. Выход запоминающего блока обозначен точкой 18.

Выпрямитель 5 состоит нэ операционного усилителя 19 с входным резистором 20, в обратную связь которого включен диод 21, а выход через резистор 22 и диод 23 соединен с входом. Точка соединения диода 23 и резистора 22 соединена с включенными в обратную связь последовательно соединенными резисторами 24 и

25. Выпрямитель содержит подсоединенное к выходу сглаживающее звено, состоящее иэ операционного усилите- 40 ля 26 с включенными с обратную связь конденсатором б и резистором 7.

Регулируемый усилитель 8 содержит входнбй резистор 27 и регулируемый резистор 28 в цепи обратной связи, выход регулируемого усилителя через резистор 29 подсоединен к ин вертируемому входу .операционного усилителя 30, вход которого подсоединен к узловой точке 4 через реэнс- 5О тор 31, а в цепь обратной связи включен резистор 32, с выхода которого через резистор 33 сигнал поступает на электронный триггер 34, выполненный с регулируемым гистереэисом с выходом 35 и резистором 36 с диодом 37 в цепи обратной связи, выход которого соединен с входом электронного счетчика 11.

Декодирующий блок 13, включающий в себя электронную схему совпадения ф)

38, включен на вход вентиля 39, включенного крест накрест.с вентилем 40 запоминающего блока 14.

Устройство возврата в исходное состояние состоит иэ последовательно включенных мультивибратора 41 с задаваемой длительностью импульса,, с резистором 42 и конденсатором 43, и импульсного датчика, выполненного в виде ждущего мультивибратора 44, выход которого через инвертирующий каскад 45 и диод 15 подсоединен к входу счетчика 11. Ждущий мультивибратор 44 снабжен резистивно-емкостным звеном, состоящим из резистора

46 и конденсатора 47. Вывод 48 через резистор 49 соединен с точкой соединения резисторов 29 и 31 усилителя

30. Точка 50 соединена с плюсом источника питания устройства.

Устройство работает следующим образом. Измеряемый механический шум воздействует на чувствительный элемент 1. Сигнал с чувствительного элемента 1 через предусилитель 2 заряда, а также активный полосовой фильтр

3 через узловую точку 4 поступает на выпрямитель 5 и через него на усилитель 8 с регулируемым по постоянно устанавливаемым коэффициентам усиления и далее на сигнализатор

9 предельного значения, на второй вход которого также подается сигнал с узловой точки 4. В зависимости от знака разности между усиленным средним и измеряемой величиной сигнализатор 9 формирует счетные импульсы, которые подаются на электронный счетчик 11 и в блок 12 для возврата электронного счетчика 11 в исходное состояние.

Сигналы с электронного счетчика

11 поступают на вход декодирующего блока 13, который формирует выходной сигнал, поступающий в запоминающий блок 14. Сигнал с блока 12 через диод 15 поступает на вход "Сброс" электронного счетчика 11. "Сброс" электронного счетчика 11 производится через диод 16 также при возврате запоминающего блока 14 в исходное состояние через точку 17. Выходной сигнал устройства снимается с точки 18.

При каждой отрицательной полуволне измеряемой величины, превышающей . выходное напряжение усилителя 8, сигналиэатор 9 предельного значения формирует положительный импульс, поступающий на вход электронного счетчика 11. При достижении числа импульсов величины, заданной декодирующим блоком 13, срабатывает запоминающий блок 14 и на его выходе в точке

18 появляется выходной сигнал. Сигнал с выхода сигнализатора 9 предельного значения подается одновременно на блок 12 возврата в исходное состояние, который по истечении заданного времени возвращает электронный счетчик 11 в исходное состояние. С помощью входного полосового фильтра

3 отфильтровываются промышленные помехи.

812191

Выпрямитель 5 работает по двухполупернодной схеме. На резистор

24 через усилитель 19 и диод 23 посту.пает отрицательная полуволна входного переменного напряжения. Одновременно на вход усилителя 26 через резистор 25 подается входное напряжение. Выходной сигнал сглаживается резистором 7 и конденсатором 6, образующим обратную связь операционного усил ттеля 26, на выходе которого появляется среднее значение напряжения U, измеряемой величины. Это напряжейие через резистор 22 подается на регулируемый усилитель 8, коэффициент усиления которого устанавливается с помощью регулируемого резистора 28, которым заедают предельное значение отношения сигнал/помеха. Выходной сигнал усилителя 8 через резистор 29 подается на вход усилителя 30, на который через ре- 20 эистор 31 подается сигнал с узловой точки 4. Суммарный сигнал через резистор 33 поступает на электронный триггер 34, гистерезис которого задается резистором 36 с диодом 37 в цепи обратной связи.

Счетные импУльсы напряжения 09 с выхода 35 через выходы электронного счетчика 11 (а - U) поступают на входы (х, у).электронной схемы совпадения 38 декодирующего блока 13 и через нее при достижении заданного числа импульсов через вентиль

39 запоминающего блока 14 появляются на его выходе в точке 18.

Выходной сигнал сигнализатора 9 предельного значения подается также, на блок 12 для возврата в исходное состояние, содержащий, мультивибратор 41, длительность импульса которого устанавливают с помощью 40 реэистивно-емкостного звена, состоящего из резистора 42 и конденсатора 43. Другой ждущий мультивибратор

44 служит в качестве импульсного датчика, к выходу кото: ого для из- 4 менения полярности сигнала подключен электронный инвертирующий каскад 45. Через точку 17, служащую для гашения сигнала на выходе (точ- ка 18), можно осуществлять возврат в исходное состояние электронного счетчика 11, блока возврата в исход- . ное состояние и запоминающего блока 14.

По заданному фрОнту выходного импульса мультивибратора 41 подключенный ждущий мультивибратор 44 выдает короткий импульс. Следовательно, первый мультивибратор 41 служит в качестве звена задержки с задаваемым временем задержки. С помо- 60 щью выходного имПульса Ц++ ждущего мультивибратора 44 через инвертирующий каскад 45 и развязывающий диод

15 электронный счетчик 11 сбрасывается на нуль. Это сбрасывание на нуль 65 электронного счетчика 11 осуществляется всегда по истечении времени задержки, задаваемого с помощью резистора 42, после того, как измеряемая величина 04. паразитного сигнала превысит пороговое значение U .

Время задержки может составлять, например, 2 — 5 мс.

На вход усилителя 30 можно также подавать положительное напряжение, служащее для блокировки сигналиэатора 9 предельных значений. Это напряжение блокировки подводится через вывод 48 и резистор 49. Оно блокирует сигнализатор 9-предельного эначейия и этим самым практически отклю- чает контрольное устройство, если, например, приходится ожидать дейст-. вующие кратковременно промышленные поыехи в виде паразитных сигналов, частота которых находится в диапазоне частот, включаемых системой контроля.

Для декодирования входы х и у соединяют с выходами а-и электронного счетчика 11. Если сигналы на входах х и у положительны, то электрониая схема совпадения 38 на.выходе выдает сигнал нижнего уровня. Можно также соединить один из выходов а-у точкой 50, находящейся под положительным потенциалом. В этом случае для входа у потребуется всего лишь один сигнал верхнего уровня, чтобы на точке 18 системы появился сигнал тревоги. Так как выходы соответствуют различным разрядам электронного счетчика 11, то путем выбора соответствующих соединений можно определять псчти все числа импульсов в заданном диапазоне чисел, например, между 1 и 15, которые должны приводить к появлению сигнала на выходе в точке 18.

На фиг. 3 показаны измеряемая величина 0, и среднее значение Од, а также предельное значение Up за промежуток времени t. С помощью регулируемого резистора 28 выбирают предельное значение U, которое должно быть меньше паразитного сигнала.

II

Это предельное значение Од устанавливают, например, на пятикратнуюю величину среднего значения U, вы даваемого выпрямителем 5 постоянного напряжения, как показано на диаграмме штриховыми линиями.

В момент времени со амплитуда измеряемой величины U на входе усилителя 8 значительно меньше заданного предельного значения Îä. В момент. времени t„ ïàðàçèòÿûé сигнал в виде затухающего колебания, которое может быть выэвано,при включении"силового выключателя в виде переходного процесса полосового фильтра 3, превышает предельное значение U и сигналиэатор 9 предельного значения формирует счетный импульс Оз5

812191 на выходе 35 в виде сигнала верхне го уровня, который увеличивает показание эхактронного счетчика 11 на единицу и запускает блок 12 возврата в исходное состояние. Следующая отрицательная полуволна в Момент времени и выделяет еще один импульс, в то время, как следующие амплитуды уже меньше заданного предельного значения 0*, По истечении времени задержки Т, установленного с помощью резистора

42, в момент времени t3, как показано на фиг. 4, осуществляется возврат электронного счетчика 11 в исходное состояние с помощью импульса 044от ждущего мультивибратора 44 через инвертирующий каскад 45. Среднее значение 0,от воздействия кратковременного паразитного импульса практически не изменяется. Следовательно, преимущество предлагаемого устройст- 20 ва, состоит в том, что предельное значение U автоматически согласуется с измерением среднего значения

U . Если, например, в момент времени ty сРеднее значение 0 повысит- 25 ся, то соответственно повысится и предельное значение 0д, многократно превышая среднее значение 0п, . В момент времени t4. появляется помеха, которая может привести к срабатыванию сигнала тревоги. В моменты времени с4, tr, t<, ст амплитуды колебания паразитного сигнала превышают установленное на резисторе 28 обратной связи предельное значение 0 и, следовательно, формируют соответствующие счетные импульсы 0З, которые регистрируются электронным счетчиком 11 (см. фиг. 5), Если число импульсов, выбранное с помощью не изображенных на фиг. 2 перемычек 4() между выходами а-и. электронного счетчика 11 и положительным потенциалом . в точке 50 и входами х и у электронной схемы совпадения 38, составляет, например, 4, то после четвертого 45 счетного импульса в момент времени

t8 сигнал на выходе в точке 18 изменяет свое значение с минимального уровня на максимальный и подается сигнал тревоги 0.е, как показано на диаграмме.

По истечении времени задержки Т, установленного в мультивибраторе 41, электронный счетчик 11 с помощью импульса 044возвращается в исходное состояние.

В примере выполнения. согласно фиг. 1-6 выбрана система контроля по механическому шуму. Устройство можно применять также для контроля состояния каркасов,.в механике раз- gp рушения, для обнаружения расшатанных и расслабленных элементов, а также для обнаружения трещин и для осуществления контроля вибрации установки. Входной сигнал на узловой точке 4 электронного устройства может поступать от любого датчика значений измеряемой величины, который выдает измеряемую величину в виде переменного напряжения, величина амплитуды которой и количество колебаний определяют момент подачи сигнала тревоги.

Формула изобретения

1. Устройство. для контроля механического шума установки, содержащее последовательно включенные чувствительный элемент, предусилитель заряда и активный полосовой фильтр, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно снабжено последовательно соединенными выпрямителем со сглаживающим звеном„ усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, сигнализатором предельного значения, второй вход которого. соединен с выходом полосового фильтра, а к его выходу последовательно подсоединены электронный счетчик, декоднрующий и запоминающий блоки, а выход и вход счетчика соединены между собой через блок для возврата в исходное состояние

2, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, сигнализатор предельного значения состоит нз последовательно соединенных операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с усилителем с задаваемым коэффициентом усиления, и электронного триггера, выход которого соединен с входом электронного счетчика.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что триггер имеет регулируемый гистерезис.

4. Устройство по п. 1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок возврата s исходное состояние состоит из последовательно соединенных мультивибратора с задаваемой длительностью импульса и импульсного датчика.

5. Устройство по п. 4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что импульсный датчик выполнен в виде ждущего мультивибратора.

6. Устройство по п. 4, о т л и- -„. ч а,ю щ е е с я тем, что мультивибратор снабжен резистивно-емкостным звеном, устанавливающим длительность импульса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 2334350, кЛ. С 01 и 29/02, опублик. 1976 (прототип).

812191

Составитель А. Новиков

Техред M.Ðåéâåñ КоРРектоР В. Синицкая

Редактор Т. Зубкова

Заказ 522/4 Тираж 484

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиИ

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

Подписное

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