Устройство для виброакустической диагностики роторных машин

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ РОТОРНЫХ МАШИН, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, блок согласования , смеситель, фильтр промежуточной частоты, детектор и измерительный блок, а также умножитель частоты, выход которого подключен к второму входу смесителя, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства , оно снабжено последовательно соединенными фильтром нижних частот, вход которого подключен к выходу блока согласования, детектором среднеквадратических значений, делителем напряжения и перестраиваемым полосовым усилителем, выход которого i подключен к входу умножителя частоты , а второй вход - к выходу (Л фильтра нижних частот.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

NUNIM_#_l

РЕСГ1УБЛИК (19) (11) А

3(51) G 01 M 7/00; G 01 M 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ".

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3584031/18-28 (22) 18.04.83 (46) 23.07.84. Бюл. В 27 (72) А.Н.Авдеев-Федосеев и В.Н.Потапов (71) Рижский Краснознаменный инсти— тут инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (53) 620.178.53 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 823933, кл. С 01 M 7/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

У 312160, кл. G 01 M 7/00, 1969 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ РОТОРНЫХ МАШИН, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, блок согласования, смеситель, фильтр промежуточной частоты, детектор и измерительный блок, а также умножитель частоты, выход которого подключен к второму входу смесителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, оно снабжено последовательно соединенными фильтром нижних частот, вход которого подключен к выходу блока согласования, детектором среднеквадратических значений, делителем напряжения и перестраиваемым полосовым усилителем, выход которого

Ф подключен к входу умножителя часто- щ ты, а второй вход — к выходу фильтра нижних частот, 9 1104

Изобретение относится к виброакустической диагностике машин и может использоваться для контроля технического состояния роторных машин в процессе их эксплуатации и ремонта

Известно устройство для виброакустической диагностики роторных машин, содержащее вибропреобразователь, блок согласования, смеситель, фильтр промежуточной частоты и из- 1О мерительное устройство f1) .

Недостатком устройства является невозможность оперативной настройки на заранее выбранную составляющую спектра вибрации, а также невозмож- 15 ность контроля частоты вращения ротора диагностируемой машины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для виброакустической диаг- 20 ностики роторных машин, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, блок согласования, полосовой фильтр, смеситель, фильтр промежуточной частоты, детектор H 25 измерительный блок, а также умножитель частоты, выход которого подключен к второму входу смесителя (2) .1едостатком известного устройства является узкая область применения, что обусловлено ограниченностью ди— апазона изменения частоты вращения диагностируемой машины, в котором возможен контроль ее скоростного режима и параметров информативных составляющих спектра вибрации.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля.

Поставленная цель достигается тем, 40 что устройство для виброакустической диагностики роторных машин, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, блок согласова45 ния, смеситель, фильтр промежуточнои частоты, детектор и измерительный блок, а также умножитель частоты, выход которого подключен к второму входу смесителя, снабжено последовательно соединенными фильтром нижних частот, вход которого подключен к выходу блока согласования, детектором среднеквадратических значений, делителем напряжения и перестраиваемым полосовым усилителем, выход ко- 55 торого подключен к входу умножителя частоты, а второй вход — к выходу фильтра нижних частот.

370 2

На чертеже представлена структур- ная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные вибропреобразователь 1, блок 2 согласования, смеситель 3, фильтр 4 промежуточной частоты, детектор 5 и измерительный блок

6, а также последовательно включенные фильтр 7 нижних частот, детектор

8 среднеквадратических значений, делитель 9 напряжения, перестраиваемый полосовой усилитель 10 и умножитель 11 частоты, выход которого подключен к второму входу смесителя

3. Второй вход перестраиваемого полосового усилителя 10 подключен к выходу фильтра 7 нижних частот.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с вибропреобразователя 1 через блок 2 согласования поступает одновременно на измерительный и управляющий каналы. На входе управляющего канала установлен фильтр 7 нижних частот, частота среза которого равна максимально возможной частоте вращения ротора диагностируемой машины. Пропущенный через фильр 7 нижних частот сигнал поступает на детектор 8 среднеквадратических значений и на сигнальный вход перестраиваемого полосового усилителя 10, причем управляющий вход этого усилителя через делитель 9 напряжения соединен с выходом детектора 8 среднеквадратических значений.Экспериментально установлено, что среднеквадратическое значение уровня вибрации роторной машины (например, турбохолодильного агрегата) в полосе частот от единицы герц до частоты, равной максимально возможной частоте вращения ротора (роторной гармоники при максимальном скоростном режиме), линейно зависит от частоты вращения ротора в диапазоне ее изменения 30-100Х от максимально возможного значения. Причем рассеивание в каждом сечении указанной зависимости не превышает 10+15X от. ее среднего значения.

В связи с этим, подав через делитель 9 напряжения, который выполняет функцию подстроечного элемента, постоянное напряжение (пропорциональное частоте вращения ротора) на! 104

Составитель В.Крапивин

Редактор Н.Лазаренко Техред M. Tenep Корректор А.Дзятко

Заказ 5202/28 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 управляющий вход перестраиваемого усилителя 10, можно осуществить его настройку на частоту роторной fp гармоники. При этом соответствующим выбором полосы пропускания фильтра можно обеспечить надежное попадание в нее роторной гармоники и, следовательно, ее надежное выделение. Умножитель 11 частоты производит умножение выделенной роторной гармоники 10 на выбираемый оператором коэффициент К. Анализируемый сигнал, содержащий информативную спектральную составляющую с частотой f и сигнал с выхода умножителя с частотой fL! = 15

= kf поступает на балансный смесир э тель 3. С помощью узкополосного фильтра 4 промежуточной частоты выделяется сигнал промежуточной частоты f, значение которой определя- 2р ется выражением

fop с Р

Сигнал промежуточной частоты детектируется в детекторе 5, а амплиту- 25

370 4 да его определяется с помощью измерительного блока 6.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществить следящий спектральный анализ виброакустического сигнала роторной машины в широком диапазоне изменения ее частоты вращения в том числе в динамическом режиме, что значительно расширяет область его применения.

В частности, устройство может быть использовано для реализации процессов диагностирования роторных машин, основанных на измерении амплитуд различных спектральных составляющих сигнала вибрации в переходных режимах.

В свою очередь расширение области применения устройства обеспечивает повышение эффективности процессов диагностирования и снижения затрат на техническое обслуживание и ремонт различных роторных машин, например авиационных турбохолодильных агрегатов.