Устройство для контроля параметров вибраций

 

Изобретение г носится к информационно-измерительной технике, а именно к сред- СТВЕМ измерение амплитуды и частоты относительных чолебаг:ий двух стыкующихся поверхностей. Устройство содержит оптически связанные источник излучения 1,- передающий капал, выполненный в виде светсзодп 2, соединенный с ним с помощью элас. ев топоглощающей муфты 3 приелны канал, выполненный в виде жгута свет вод в. СУСТОЕОДЫ приемного канала рас; оло ены у виде прямоугольной Ij матрицы , гд I 1...m количество строк мат

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ 1ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 6 01 Н 17/00

ИЗОБРЕТЕНИЯ

ETEflbCTBY титута машиноова аков о СССР

1981.

Авторское свидетельство СССР

956999, кл. G 01 Н 1/04, 1982.

Авторское e::"IöåòåëüñTâî СССР

1352239, кл.,=. 01 Н 9/00, 1987.

Е,А,Зак Волоконно-оптические преобазователи с внешней модуляцией. М.: нергоатомиздат, 1989, с. 128, /

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

I (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ

„„5U „„1793268 A l (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОЗ Е!АБРАЦ IA (57) Изоб,-етение;: носится к информационно-измерительной техн .ке, а именно I: средств и из: ереню. амплитуды и частоты атно,ительных <олебапий двух стыкующихся повсрх. остей, Устройство содержит оптически связанные источник излучения 1, передающий канал, выполненный в виде светсводл 2, соединенный с ним с помощью алас.:ичн1й св топоглощающей муфты 3 прие лны: кана. :, выголненный в виде жгуга свет вод:в. С; е: оe: ды приемного канала рас: оло> ены:: вид прямоугольной Ц матри ы, гд I = ...m - количество строк мат1793268

25

35

4О

45 рицы; J = 1...n — количество столбцов матрицы. Блок 5 приема излучения выполнен в виде

m х и приемников, расположенных прямоугольной ij матрицей. Каждый.из световодов г.риемного канала соединен с соответствующим приемником матрицы. Блок обработки сигналов выполнен в виде блока 6 обработки вертикальной составляющей сигнала вибраций и блока 7 обработки горизонтальИзобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитуды и частоты относительных колебаний двух стыкующихся поверхностей по двум взаимно перпендикулярным направлениям.

Известны устройства для контроля вибрации, содержащие оптически и последовательно установленные источник излучения, передающий канал, выполненный в виде световода, закрепленный на вибрирующей части объекта, блок приема излучения.

Однако известные устройства не позвс-ляют контролировать частоту вибрации.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для контроля вибрации, содержащее оптически связанные .и последовательно установленные источник излучения, передающий канал, выполненный в виде световода, соединенный с ним с помощью эластичной светопоглощающей муфты приемный канал, выполненный в виде жгута световодов и блок приема излучения, блок обработки сигналов, приемный и передающий каналы расположены соосно и выполнены с равными поперечными сечениями, Недостатком известного устройства для контроля вибрации является низкая точность контроля параметров вибрации при сложных вибрационных перемещениях объекта, обусловленная невозможностью контроля амплитуды и частоты вибраций объекта по двум взаимно перпендикулярнйм направлениям.

Целью изобретения является повышение точности контроля параметров вибрации путем определения амплйтуды" и частоты вибраций. объекта по двум взаимно перпендикулярным направлениям.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля вибрации, содержащем оптически связанные и последовательно установленные источник излучения, передающий канал, выполненный в виде световода, соединенный с ним с помощью ной составляющей сигнала вибраций, выходы каждого приемника i-ой строки матрицы объединены и подключены к соответствующим m входам блока обработки вертикальной составляющей вибраций, выходы каждого приемника J-го столбца матрицы объединены и подключены к соответствующим и входам блока 7 обработки горизонтальной составляющей сигнала вибрации. 3 ил. эластичной светопоглощающей муфты приемный канал, выполненный в виде жгута световодов и блок приема излучения, блок обработки сигналов, приемный и передающие каналы расположены соосно и выполнены с равными поперечными сечениями, дополнительно световоды приемного канала расположены в виде прямоугольной lj матрицы, где! = 1...m — количество строк матрицы; ) = 1...n — количество столбцов матрицы, блок приема излучения выполнен в виде m х и приемников, расположенных прямоугольной ij матрицей. каждый иэ световодов приемного канала соединен с соответствующим приемником прямоугольной ij матрицы, блок обработки сигналов выполнен в виде блока обработки вертикальной составляющей сигнала вибраций и блока обработки горизонтальной составляющей сигнала вибраций, выходы каждого приемника

l-ой строки матрицы объединены и подключены к соответствующим m входам блока обработки вертикальной составляющей сигнала вибраций, выходы каждого приемника

/-го столбца матрицы объединены и подключены к соответствующим и входам блока обработки горизонтальной составляющей сигнала вибрации.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показал, что заявляемое устройство для контроля вибрации отличается от известного тем, что световоды приемного канала расположены в виде прямоугольной ij матрицы, где i = 1...m — количество строк матрицы, j = I ...ï — количество столбцов матрицы, блок приема излучения вйполнен в виде m х и приемников, расположейных прямоугольной Ц матрицы, каждый из световодов приемного канала соединен с соответствующим приемником матрицы, блок обработки сигналов выполнен в виде блока обработки вертикальной составляющей сигнала вибраций и блока обработки горизонтальной составляющей сигнала вибраций, выходы каждого приемника

i-ой строки матрицы объединены и подклю5

I ены к соответствующим m входам блока обработки вертикальной составляющей сиг нала вибраций, выходы каждого приемника -го столбца матрицы об. единены и подклю ены к соответствующим и входам блока обработки горизонтальной составляющей сигнала вибрации.

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с ругими техническими решениями в данной смежных областях техники позволило вывить техническое решение, содержащее ризнак, сходный с признаком, отличаюим заявляемое техническое решение от прототипа — приемный канал, выполненный виде жгута световодов и имеющий прямогольное поперечное сечение, Однако расоложение световода в жгуте приемного анапа, их связи с соответствующими примниками матрицы приводят к возникновеию новых свойств — возможности пределения амплитуды и частоты вибраий объекта по двум взаимно перпендикуярным направлениям, за счет чего овышается точность контроля параметров ибрации.

На фиг. 1 изображена принципиальная хема устройства, вибропреобразователь оказан в разрезе; на фиг; 2 — поперечное .ечение жгута световодов приемного канав; на фиг, 3 — схема блока обработки.

Устройство содержит оптически связаные и последовательно установленные исочник излучения 1, передающий канал в иде жгута световодов 2, эластичную светооглсщающую муфту 3, приемный канал 4 виде жгута световодов, блок 5 приемников излучения, блок 6 обработки вертикальной оставляющей сигнала вибраций, блок 7 обаботки горизонтальной составляющей сигнала вибраций. Устройство содержит также

1 поры 8, с которым соединены вибрирующие одна относительно другой поверхности и 10.

Передающий канал в виде жгута светойодов 2 и приемный канал в виде жгута цветоводов 4 выполнены с равным прямоугольным поперечным сечением. Световоды в жгуте 4, имеющие в поперечном

Сечении форму квадрата со стороной, равной Л, расположены равномерно по слоям и столбцам в виде прямоугольной ij матрицы, где I = 1...m — количество строк матрицы, j = 1„.п — количество столбцов матрицы (фиг,2). Выходной конец каждого световода приемного канала 4 соединен с входом соответствующего элемента матрицы блока 5 приемников излучения. Выходы приемников излучения 5l>...„5i;„.„54 (i = 1...m), расположенных в каждой i-й строке матрицы 5

/93268 b

50 и соответствующих i-му слою световодов приемного канал 4, собраны в группы, со. стоящие из и линий, и соединены с соответствующей i-й группой входов (i =- 1...m) блока

6 обработки, вертикальной составляющей сигнала вибраций.

Выходы приемников излучения 5ц„...

5п„, 5п1, расположенных в каждом j-ом столбце (j = 1...п) матрицы 5 и соответствующих j-му столбцу световодов приемного канала 4, собраны в группы по m линий и соединены с соответствующей j-й руппой входов (j = 1...п) блока 7 обработки горизонтальной составляющей сигнала:. ибрац: й, Блок б обработки вертикальной составляющей сигнала вибраций может быть реализован, например, как показано на фиг. 3, Входами блока б являются входы m схем совпадения 6), 62,..., 6m, ках.дая ь з которых имеет и входов, Каждый из выходов схем совпадения соединeíс соответствуюЦим информационным входом ргистрг данных

6m+1 На выходе блока 6 сбоэбоп и инфор мация представляетсл в виде единичного многоканального ода, который ле:;:о a:ожет быть преобразован в двоичный;од дпя ввода информации в ЗВМ.

Блок 7 обработки горизонтальной -;оставляющей cMI нала вибраций 7 может б..ть реализован аналогиччо.

Муфта 3, торцовые части све:овоцз 2 л торцовые части жгу а световодгв 4, j положенных B виде прямоугольйой мэ. рицы, образуют вибропреобрэзователь p...ÿ из ерения составля:ощих Ь и Лу ам лит ды вибросмещения ОО вибрирующих <;„и э о.носительно другой и: ерхностей .1 и 10 в плоскости А — А (фиг.2).

Устройство работает следующим обр зом.

Излучение от источника 1 по вдетого. у

2 передается на вибропреобразо -.,à, enь,::аходящийся на опорах 7, зэкрег:,i-:..íû>; на вибрирующих плос остях 9 и 10, От ви опреобразователя по жгуту 4 излучение ггг редается на входы магрицы блока приемников

5 излучения, сигналы с соответствующих выходов которого поступают и.", блок б обработки вертикальной составляющей и блок 7 обработки горизонтальной ссставлнчощей сигнала вибрации.

При отсутствии вибрации посерхности

9 и 10 неподви>кны, в результате чего оптические оси излучающего световода 2 и жгута

4 совпадают и излучение поступает во все приемные светопроводящие волокна жгута

4, в результате чего все приемники излучения ijматрицы,,работающие в пороговом режиме актививированы, и так как активными являются все входы каждой из схем сов1793268

25 падения (схем И), то активными являются и выходы всех схем совпадения. В блоке 6 схемы совпадения 61, 62,...6п активны и поэтому во всех m разрядах регистра данных

6m+I блока данных записаны единицы, а это означает, что смещение по оси У отсутствует, Аналогично выходы всех и схем совпадения блока 7 активны и во всех и разрядах регистра данных блока 7 записаны единицы, что означает отсутствие составляющей вибросмещения по оси Х.

flpvi появлении вибрации вибрирующие поверхности 9 и 10 перемещаются одна относительно другой, например, на величину

ЛХ в направлении оси Х и на величину ЛУ в направлении оси Y (фи г. 2). В результате этого на часть приемных световодов жгута 4 излучение не попадает и, следовательно, соответствующие приемникИ. излучения матрицы 5 пассивны. При перемещении в направлении оси Y в направлении оси Y на

Формула изобретения

Устройство для контроля параметров вибраций, содержащее оптически связанные и последовательно установленные источник излучения, передающий канал, выполненный в виде световода, соединенный с ним с помощью эластичной светопоглощающей муфты приемный канал, выполненный в ниде жгута световодов, и блок приемоизлучения, блок обработки сигналов, приемный и передающие каналы расположены соосно и выполнены с равными поперечными сечениями, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности контроля параметров вибрации путем определения амплитуды и частоты вибраций объекта по двум взаимно перпендикулярным направляющим, световоды приемного канала расположены в виде прямоугольной Ц-матрицы, где i = 1..лп ковеличину Л пассивными становятся элементы первой строки 511," 5ij," 5ь матрицы

5, поэтому на выходе схемы совпадения 6j формируется пассивный (нулевой) уровень

5 сигнала, в результате чего в первом разряде регистра данных бп + фиксируется нуль.

При перемещении в направлении оси Y на величину Лу = I h, в регистре данных фиксируется i нулей. По числу нулей в регистре

10 данных блока 6 можно судить о величине виброперемещения по оси Y. Аналогично по числу нулей в регистре данных блока 7 можно судить о величине виброперемещения по направлению оси X.

Таким образом, подсчитывая через определенные интервалы времени количество нулей в регистрах данных блоков 6 и 7 можно определять амплитуду и частоту относи20 тельных колебаний двух поверхностей по двум ортогональным направлениям. личество строк матрицы J =1.„n — количество

30 столбцов матрицы, блок приема излучения выполнен в виде m х и приемников, расположенных прямоугольной iJ-матрицей, каждый из световодов приемного канала соединен с соответствующим приемником

35 прямоугольной ij-матрицы, блок обработки сигналов выполнен в Виде блока обработки вертикальной составляющей сигнала. вибрации и блока обработки горизонтальной составляющей сигнала вибра40 ции, выходы каждого приемника 1-й строки матрицы объединены и подключены к соответствующим m входам блока обработки вертикальной составляющей сигнала вибрации, выхбды каждого приемника J-co стол45 бца матрицы объединены и подключены к соответствующим R-входам блока обработки горизонтальной составляющей сигнала вибрации.

1793268

2 (. Я gD //тур,р

1-я гуъл а

2р Wnrpy ь

2 л е °

° a

6 +<

Фир, g

Редактор С, Кулакова

Заказ 496 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

I р

6. 1

Составитель В. Шугаев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н. Слободяник