DE2153868A1 - Piezoelektrischer Wandler und Verfahren sowie Vorrichtung zur Prüfung desselben - Google Patents

Description

The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government of The United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland, London, England.

Piezoelektrischer Wandler und Verfahren sowie Vorrichtung zur Prüfung desselben

Die Erfindung bezieht sich auf einen piezoelektrischen Wandler und ein System zum Prüfen desselben und insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem Prüfsystem zur Prüfung piezoelektrischer Beschleunigungsmesser, die zur Überwachung der Vibration bei Maschinen mit sich drehenden Teilen benutzt werden, insbesondere bei Gasturbinenstrahltriebwerken.

In vielen Fällen zeigt das Vorhandensein von Vibrationen bei Maschinen mit sich drehenden Teilen eine Ungleichgewichtsbedingung der sich drehenden Teile an und ein solcher Zustand kann zu einem Ausfall der Maschine führen. Dies ist insbesondere bei Gasturbinenstrahltriebwerken der Fall, bei denen der Rotor mit mehreren, tausenden Umdrehungen umläuft. Die kleinste Unwucht in den sich drehenden Teilen kann verheerende Folgen für das Triebwerk haben. Es ist daher notwendig, derartige Maschinen hinsichtlich der Vibrationen zu überwachen, um festzustellen, ob sie in einen gefährlichen Zustand übergehen.

Bei vielen Gasturbinenstrahltriebwerksanlagen wird eine solche Überwachung dadurch durchgeführt, daß eine geschwindigkeitsabhängige seismische Wandleranordnung benutzt wird, die Vibrationen in elektrische Signale umformt. Eine solche Anordnung umfaßt im

209825/0969

- β· ft 2153S58

wesentlichen einen Magneten, der an einer Feder aui'gehängt ist una von einer Spule umgeben wird. Diese Anordnung wird von einem starren Aufbau getragen. Vibrationen, die in die aus Magnet und Feder bestehende Anordnung eingeführt werden, führen zu einer Spannung an den Enden der Spule. Im Gebrauch wird die Vorrichtung am Maschinengehäuse oder einem anderen geeigneten Pun^t angeordnet, wobei die Vibrationen der Maschine auf den seismischen Wandler übertragen werden, der dann einen Spannungsausgang liefert, welcher dem Vibrationseingang charakteristisch ist. Eine Analyse dieses Spannun^sausgangs kann eine nützliche Information über den Vibrationseingang liefern und es kann hierdurch angezeigt werden, ob die Maschine fehlerhaft läuft, d.h. ob die Maschine Infolge der aufgetretenen Unwucht voraussichtlich ausfallen wird.

Wandler der seismischen Bauart besitzen jedoch mehrere Nachteile. So sind sie z.B. in gewisser Hinsicht wärmeempfindlich und nicht geeignet für moderne Gasturbinenstrahltriebwerke, wenn die Umstände es erfordern, daß ein Lagerpunkt hohe Temperaturen erreicht. Außerdem ist ihr Ansprechen bei niedrigen Vibrationsfrequenzen und Beschleunigungspegeln, denen beispielsweise ein Dreiwellenturbofantriebwerk ausgesetzt ist, äußerst niedrig. Außerdem ist ihre Betriebssicherheit wegen der Benutzung sich bewegender Teile (Magnet-Feder) gewöhnlich klein.

Diese Nachteile können wenigstens teilweise dadurch überwunden werden, daß piezoelektrische Wandler anstelle seismi-cher Wandler benutzt werden. Ein piezoelektrischer Wandler, de. den Piezoeffekt (Verzerrung des piezoelektrischen Kristalls bewirkt eine Spannung über den Kristall) anwendet, besteht im wesentlichen aus einem piezoelektrischen Kristall (oder einem Stapel hiervon) m±z einer Masse an einem Ende, wobei der Kristall auf einer starren Basisplatte mit; dem anderen Ende gelagert ist. Die Vibration wird durch den Kristall auf die Masse übertragen und Verzerrungen in dein Kristall oder in dem Kristallstapel bezüglich der Aomessungen von einem Ende zum anderen führen zur Erzeugung ein-;r Spannung

209825/0969
.; :,,··?-:-: .".-.->^irtf> BAD

über diesen Enaen. Bei einem Beschleunigungsmesser wird ein piezoelektrischer Wandler in ähnlicher Weise wie ein seismischer Wandler benutzt.

Die Benutzung piezoelektrischer Wandler führt jedoch zu anderen Problemen, von denen nicht das geringste darin besteht, daß es gelegentlich sehr schwierig ist, mit Sicherheit festzustellen, daß der Wandler tatsächlich so angeordnet ist, daß er ordnungsgemäß arbeitet. Wenn der Wandler als getrennte Baueinheit aufgebaut ist, die während ces Versuchs an der Maschine festgelegt wird, oder wenn der Wandler leicht zugänglich ist, dann ist es einfach, den Wandler so anzuordnen, daß Vibrationen erzeugt werden und dann zu überwachen, ob das Ausgangssignal geliefert wird. Wenn der Wandler jedoch dauernd an der Maschine an einer unzugänglichen Stelle befestigt ist, dann ist es erwünscht, ein System zur Verfügung zu haben, durch welches die Arbeitsweise des Wandlers überprüft werden kann, wobei dieses System Instrumente und Geräte aufweist, die fern vom Triebwerk angeordnet und überwachbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine derartige Überprüfungsanlage zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Überprüfung eines piezoelektrischen Wandlers in der Weise durchgeführt, daß wenigstens ein Spannungsimpuls an den Wandler angelegt wird und daß das Ansprechen oder Nichtansprechen des Wandlers auf den Spannungsimpuls festgestellt und daß mittels eines Indikators angezeigt wird, ob der Wandler angebrochen hat oder nicht.

Vorzugsweise wird eine Mehrzahl von Spannungsimpulsen einer oder mehrerer Frequenzen angelegt und die Frequenz oder wenigstens eine der Frequenzen sollte eine subharmonische Schwingung der Resonanzfrequenz des Wandlers sein.

209825/0969

CmtÖiNAL INSPECTED

_₄_ 2153338

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zur Prüfung eines piezoelektrischen Wandlers in der Weise durchgeführt, daß ein erster Schalter benutzt wird, um wenigstens einen Spannungsimpuls an den Wandlerkristall oder Kristallstapel anzulegen, daß dann der erste Schalter geöffnet und ein zweiter Schalter geschlossen wird, um den Wandler an einen Signaldetektor anzuschließen, wobei der Signaldetektor Signale erzeugt, die den Arbeitsstatus des Wandlers anzeigen und wobei die Signale benutzt werden, um eine Anzeigevorrichtung zu betätigen, die den Betriebszustand des Wandlers erkennen läßt.

Vorzugsweise wird ein sich wiederholender Spannungsimpuls durch den ersten Schalter aufgebracht und vorzugsweise sind erster und zweiter Schalter betriebsmäßig so mit einem Oszillator verbunden, daß der Ausgang des Oszillators die Schalter steuert, wobei diese Schalter jeweils einmal während jeder Schwingung geöffnet und geschlossen werden, wobei der erste Schalter dadurch einen sich wiederholenden Spannungsimpuls anlegt.

Der Oszillator kann ein spannungsgesteuerter Oszillator sein, wobei ein Eingangssignal ingestalt einer Spannungsrampe vorliegt und der Oszillator dadurch den ersten Schalter veranlaßt, einen sich wiederholenden Spannungsimpuls mit einer Frequenz anzulegen, die sich mit der Zeit ändert.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfaßt diese ein System zum Überprüfen eines piezoelektrischen Wandlers, bestehend aus einer Spannungsquelle, die an den piezokristall oder Kristallstapel des Wandlers anlegbar ist,und einen Signaldetektor, der an den Wandler anschließbar ist, wobei Signalanzeigemittel an den Signaldetektor angeschlossen sind, so daß der betriebsmäßige Zustand des Wandlers angezeigt wird.

209825/09 69

ORlGfNAL INSPECTED

Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Prüfsystem für einen piezoelektrischen Wandler, welches folgende Teile umfaßt:

a) eine Spannungsquelle, die an den oder die piezoelektrischen Kristalle des Wandlers über einen ersten Schalter anschließbar ist,

b) einen Detektor für die vom Wandler erzeugten Signale, der an die piezoelektrischen Kristalle des Wandlers über einen zweiten Schalter anschließbar ist,

c) Mittel, die betriebsmäßig aufeinanderfolgend den ersten Schalter schließen und öffnen, während der zweite Schalter offen ist,und den zweiten Schalter schließen und öffnen, während der erste Schalter offen ist.

d) eine Anzeigevorrichtung, die mit dem Detektor verbunden ist und anzeigt, wenn ein Wandlersignal empfangen und vom Detektor festfestellt wird.

Das Prüfsystem gemäß der Erfindung arbeitet in der folgenden Weise:

1) Der erste Schalter (zwischen Spannungsquelle und Wandler) wird geschlossen, so daß eine Spannung an den Wandlerkristallen angelegt wird. Zu dieser Zeit ist der zweite Schalter zwischen Wandler und Detektor offen.

2) Unter dem Einfluß der angelegten Spannung werden die Wandlerkristalle verzerrt.

^) Dann wird der erste Schalter geöffnet, während der zweite Schalter geschlossen ist.

4) Wenn die angelegte Spannung weggenommen wird, kehren die Kristalle in die Ursprungslage zurück, wobei eine Spannung über den Kristallen erzeugt wird.

5) Die erzeugte Spannung wird über den zweiten Schalter an den Signaldetektor angelegt.

6) Dann wird die Anzeigevorrichtungin Tätigkeit gesetzt, um zu zeigen, daß ein Signal empfangen und durch den Detektor festgestellt wurde.

20982B/09B9

ORIGINAL INSPECTED

Die Arbeitsweise der Anzeigevorrichtung zeigt, daß der Wandler sowohl richtig angeschlossen ist als auch einwandfrei arbeitet.

Die Kristalle des Wandlers werden augenblicklich durch den angelegten Spannungsimpuls verzerrt, wenn der erste Schalter schließt und öffnet und infolgedessen schwingen die Kristalle in gleicher Weise mit wie beispielsweise ein Glas, das von einem scharfen Impuls eines Messers getroffen wurde. Jedoch ist der Ausgang eines Wandlers nach einem einzigen Spannungsimpuls nach Freigabe des Kristalls sehr gering und dieser Ausgang stirbt schnell ab. Es ist deshalb erwünscht, den Impuls nach einer kurzen Zeitdauer zu wiederholen. Außerdem ist es erwünscht, eine Pulsation des Kristalles mit einer solchen Geschwindigkeit vorzunehmen, daß er im Resonanzzustand erregt wird, wobei vorteilhaft Gebrauch von der Tatsache gemacht wird, daß ein Piezokristall eine definierte Resonanzvibrationsfrequenz besitzt. Dies ist wieder vergleichbar mit einer sich aufschaukelnden Schwingung, wobei zur richtigen Zeit jeweils geringe Schläge aufgebracht werden. Der Ausgang eines Kristalls, wenn dieses von einem erregten Resonanzzustand abfällt, ist beträchtlich größer als wenn der Kristall nur von einem stetigen verzerrten Zustand zurückkehrt.

Die Geschwindigkeit, mit der der Kristall angestoßen wird (die Impulsfrequenz), ist vorzugsweise eine subharmonische Schwingung der Resonanzfrequenz des Kristalls. Wenn der Kristall beispielsweise bei 1000 Hz in Resonanz befindlich ist, dann kann die Impulsfrequenz 100 Hz betragen. In jedem Fall ist es vorteilhaft, daß die Impulsfrequenz nicht mit der Resonanzfrequenz oder einer höheren Harmonischen hiervon zusammenfällt.

Der sich wiederholende Impuls kann bewirkt werden, indem der erste Schalter mit einem Oszillator in der Weise verbunden wird, daß der Oszillatorausgang das Schließen und öffnen des Schalters steuert. Die Verbindung kann so ausgebildet sein, daß für jeden Zyklus von Oszillationen der Schalter einmal geschlossen und geöffnet wird.

209825/0969

ORIGINAL INSPECTED

Wenn z.B. die Amplitude des Oszillatorausgangssignales über und unter einen bestimmten Wert ansteigt bzw. abfällt, wird der Schalter geschlossen und dann geöffnet. Demgemäß schließt und öffnet der erste Schalter wiederholt, wenn der Oszillatorausgang ein Signal mit einer Frequenz ist, die einer subharmonischen Schwingung der Resonanzfrequenz des Kristalls entspricht und es wird eine Impulsserie geliefert, deren Frequenz ebenfalls der gewünschten Subharmonischen entspricht und der Kristall schwingt in seiner Resonanzfrequenz stark mit und liefert einen hohen Ausgang.

Der Oszillator ist vorzugsweise mit einem Impulsformer ausgestattet, der bei Empfang des Signales vom Oszillator einen Impuls konstanter Breite erzeugt, der dann direkt dem ersten Schalter zugeführt wird, um seine öffnungs- und Schließbewegung zu steuern und um so einen Hochspannungsimpuls zu erzeugen.

Jeder Kristall kann mehr als eine Resonanzfrequenz aufweisen und diese Frequenzen sind gewöhnlich unterschiedlich für ver-ihiedene Kristalle und zwar in erster Linie wegen ihrer sich unterscheicienden Abmessungen. Außerdem kann die mechanische Kopplung des Kristallstapels an einen Beschleunigungsmesser zu einer Erregung des Gehäuses und der Resonanz führen und alle diese Frequenzen können sich mit den Charakteristiken des Aufbaus ändern, an dem der Beschleunigungsmesser montiert ist. Um von jedem Wandler einen maximalen Ausgang zu erhalten, ist es höchst vorteilhaft, Vorsorge dafür zu treffen, daß alle oder möglichst viele Schwingungsarten erregt werden und deshalb ist es zweckmäßig, daß die Wiederholfrequenz der benutzten Impulse zur Erregung des Wandlers über eine subharmonische Schwingung des gesamten Frequenzbereiches wiederholt werden, Indem solche Wandler Resonanzfrequenzen haben. Wenn es nicht möglich ist, einen Oszillator zu benutzen, deijmit diesen Frequenzen gleichzeitig schwingt, ist es nichtsdestoweniger möglich, einen zu benutzen, dessen Schwingungen sich mit der Zeit

209825/0969

ändern. Ein solcher Oszillator kann ein spannungsgesteuerter

Sägezahn Oszillator sein« der einenxSpraaxgpEKZKacoqücxgenerator aufweist.

Der ^acRÄlöq^aaajtseagenerator erzeugt eine stetig ansteigende Spannung, die automatisch oder manuell nach einer Abtastung zum Ausgangspunkt zurückgestellt werden kann und sie Spannung steuert dann die Frequenz des Oszillators. Die Spannungsquelle ist an den Wandler über einen ersten Schalter anschließbar, der vorzugsweise vom Ausgang eines Oszillators gesteuert wird. Der Schalter, vorzugsweise ein elektronischer Schalter und kein mechanischer Schalter, wird über eine Zeitdauer geschlossen, die groß genug ist, um eine ausreichende Verzerrung der Kristalle zu ermöglichen und während dieser Zeit ist der zweite Schalter, der den Wandler mit dem Detektor verbindet und ebenfalls von der elektronischen Bauart ist, im öffnungszustand befindlich.

Der zweite Schalter verbindet den Wandler mit dem Detektor. Er ist offen, wenn der erste Schalter geschlossen ist, d.h. wenn der Wandler mit Impulsen versorgt wird, um zu verhindern, daß ein den Wandler erregendes Signal unmittelbar nach dem Detektor gelangt. Nachdem jedoch der erste Schalter geöffnet hat, schließt der zweite Schalter, damit der Ausgang des Wandlers dem Detektor zugeführt werden kann und es ist klar, daß die Arbeitsweise der beiden Schalter starr gekoppelt werden muß, um in erster Linie zu gewährleisten, daß die Schalter nicht gleichzeitig geschlossen werden.

Es ist daher zweckmäßig, wenn die zur Betätigung des ersten Schalters benutzten Mittel mit einer geringen Zeitverzögerung benutzt werden, um den zweiten Schalter zu betätigen. Demgemäß wird vorzugsweise bei Benutzung eines Oszillators zur Steuerung des ersten Schalters dieser Oszillator auch zur Steuerung des zweiten Schalters benutzt und im letzteren Fall nur zu einem etwas späteren Punkt im Ausgangssignalzyklus des Oszillators,

209825/0969

"I*" 215386a

bei dem der Schalter in Schließstellung übeführt wird und der Schalter wird nicht geöffnet, bis ein neuer Zyklus beginnt und zu diesem Zeitpunkt ist der erste Schalter geschlossen.

Es ist ersichtlich, daß die Mittel, welche aufeinanderfolgend den ersten und zweiten Schalter schließen und öffnen, vorzugsweise von einem spannungsgesteuerten Oszillator gebildet werden, dessen Ausgang in geeigneter Weise durch eine Irapulsumformerstufe modifiziert werden kann, wobei dieser Ausgang dann den Schaltern zugeführt wird, um sie aufeinanderfolgend zur rechten Zeit zu betätigen. Eine vollständige Folge von Schalterschließbewegungen und Sehalteröffnungsbewegungen entspricht einem Zyklus des Oszillatorsausgangs und wird in der Beschreibung als "Zyklus" bezeichnet.

Vorzugsweise besitzt das Überwachungssystem nach der Erfindung einen dritten Schalter, der zum direkten Kurzschließen des Wandlers dient. Der Wandler selbst sowie die Zuführungen stellen eine gewisse Kapazität dar, so daß eine elektrische Ladung gespeichert wird, wenn er mit der pulsierenden Spannung gespeist wird. Wenn der zweite Schalter geschlossen ist und den Wandler an den Detektor anschließt, fließt diese gespeicherte Ladung durch den Detektor und ergibt ein Signal, welches eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Signal des Wandlers selbst hat. Da dieses "kapazitive" Signal auftritt, gleichgültig ob der Wandler ordnungsmäßig in Betrieb befindlich ist oder nicht, ist es erforderlich, daß dieses "kapazitive" Signal vom Detektor ferngehalten wird. Dies geschieht dadurch, daß über den Wandler ein dritter Kurzschlußschalter gelegt wird, der kurzzeitig nach öffnung des ersten Schalters schließt, bevor der zweite Schalter geschlossen wird. Ein Kurzschluß des Wandlers auf diese Weise ermöglicht einen Ausgleich der im Wandler oder den Zuführungen gespeicherten Ladung und so wird verhindert, daß ein Fehlersignal dem Detektor gelie-

209825/0969

fert wird. Natürlich ist das Schließen und öffnen des dritten Schalters mit der Arbeitsweise des ersten und zweiten Schalters verbunden, so daß vorzugsweise die Vorrichtung zur Steuerung des ersten und zweiten Schalters (vorzugsweise ein spannungsgesteuerter Oszillator) auch dazu benutzt wird, den dritten Schalter zu steuern.

Die Arbeitsfolge der drei Schalter wird nachstehend erläutert: Der erste Schalter schließt und öffnet, um dea Wandler Spannungsimpulse zuzuführen dann schließt und öffnet der dritte Schalter, um die gespeicherte Ladung auszugleichen und nach einer kurzen Zeitverzögerung, die ausreicht, um das Wandlersystem zurückzustellen, schließt und öffnet der zweite Schalter, um das Wandlersignal nach dem Detektor zu leiten.

Der Detektor besteht aus einer elektronischen Schaltung, die das Signal vom Wandler empfängt und dieses in eine Form umwandelt, die für das Anzeigegerät geeignet ist. Vorzugsweise ist jedoch ein Signal verstärker und ein Impulszähler vorgesehen und zwar in Verbindung mit anderen Schaltungselementen, die weiter unten beschrieben werden.

Der Wandlerausgang ist sehr schwach ungeachtet der Tatsache, daß gewährleistet wird, daß der Wandler in einen stark mitschwingenden Zustand versetzt wird und deshalb ist es höchst erwünscht, den Ausgang zu verstärken, bevor dieser dem Detektor zugeführt wird. Demgemäß ist es zweckmäßig, daß das Testsystem einen Verstärker in der Schaltung zwischen dem zweiten Schalter und dem Detektor aufweist. Zweckmäßigerweise hat der Verstärker einen weiteren Ausgang, der an ein Gerät angeschlossen werden kann, um die exakte Form des Ausgangs und demgemäß des Wandlerausgangs zu analysieren. Die genaue Form des Wandlerausgangs hängt von zahlreichen Faktoren ab, besteht jedoch im allgemeinen aus einer Zahl von Wellenformen sich ändernder Amplitude.

209825/0989

2153858

Nach Durchlaufen des Verstärkers läuft das Signal nach dem ersten Element des Detektors, welches zweckmäßigerweise von einem Nulldurchgangsdetektor gebildet wird. Dies ist eine bistabile Stufe, d.h. sie besitzt zwei stabile Lagen (Bin oder Aus) und sie schaltet von einem Zustand in den anderen immer dann um, wenn das Eingangssignal einen bestimmten Wert erreicht und zwar zweckmäßigerweise im Nulldurchgang. Diese Vorrichtung wird im einzelnen weiter unten beschrieben. Kurz gesagt, besteht sie aus einer Triggerschaltung, die in einen aktiven Zustand umschaltet, wenn die Anzeigevorrichtung nach oben durch einen bestimmten Pegel (+V) läuft und dann in einen passiven Zustand umschaltet, wenn das Signal nach dem Nulldurchgang einen zweiten Pegel (-V) durchläuft. Der Abstand zwischen (+V) und (-V) ist als Hysterese des Kreises bekannt und kann auf jeden beliebigen Wert und jede Stellung eingestellt werden. Der Zweck des Nulldurchgangsdetektors besteht darin, das Signal des Verstärkers in ein "Ein/Aus"- oder Rechtecksignal umzuwandeln, das der nächsten Stufe des Detektors zugeführt wird.

Das erfindungsgeraäße Uberwachungssystern ist wie alle elektronischen Geräte Störsignalen unterworfen, d.h. Signalen, die in das System eingeführt werden, aber nichts mit der Information zu tun haben, die abgeleitet und behandelt werden soll. Aus diesem Grunde sind diese Störsignale höchst unerwünscht.

Diese Störsignale können von außerhalb des Systems herrühren (z.B. anderen elektronischen Vorrichtungen in der Nähe) oder sie können innerhalb des Systems erzeugt werden, z.B. kann der Wandler trotz Kurzschluß noch eine kapazitive Ladung tragen.

Es ist daher vorteilhaft, in das System zwischen Verstärker und Detektor und vorzugsweise nach dem Nulldurchgangsdetektor ein

209825/0969

2153863

Störsignalsperrgatter vorzusehen, das sämtliche Signale, welche wahrscheinlich Störsignale sind, sperrt. Nun sind Störsignale, die in das System induziet werden, wahrscheinlich solche kurzer Dauer und es ist unwahrscheinlich, daß sie zu mehr als einer kleinen Zahl von Zustandsanderungen im Nulldurchgangsdetektor führen. Das Wandlersignal führt jedoch zu einer großen Zahl von Zustandsänderungen. Demgemäß können Storsignale an dieser Stelle gesperrt werden, indem ein Zähler benutzt wird, der nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn mehr als eine kleine Zahl, z.B. vier, Zustandsanderungen im Nulldurchgangsdetektor auftreten. Wenn während einer Periode, in der der zweite Schalter geschlossen ist, mehr als vier Zustandsänderungszyklen im Nulldurchgangsdetektor erscheinen, läßt die Zählstufe einen Ausgang nach der nächstfolgenden Stufe gelangen. Diese Zählstufe wird natürlich am Ende jeder Periode beim Schließen des zweiten Schalters zurückgestellt und vorzugsweise wird ein Signal vom Spannungsgesteuerten Oszillator benutzt, um die Rückstellung vorzunehmen*

Der Ausgang der Zählstufe, die im folgenden als 4-Zählstufe bezeichnet werden soll, ist entweder ein "Null"-Signal oder ein stetiges "positives" Signal, welches zweokmäfligerweise einem bistabilen Einsteil-Rückstellelement zugeführt wird« Dieses Element hat einen stabilen Zustand (Einstellzustand), wenn ein Signal vom 4-Zähler empfangen wird,und einen zweiten stabilen Zustand (einen Rüokstellzustand), wenn kein Signal empfangen wird. Außerdem liefert das Element einen einzigen Impulseingang, wenn der Zustand von der Einstell- in die RÜGkstell-Stellung geändert wird* Die Rückstellung des Elementes wird vorzugsweise automatisch durch das Ende eines Zyklus (zweiter Schalter Öffnet), d*h* durch ein Signal vom öpannungsgesteuerten Oszillator eingeleitet. Wenn das Element ein Signal vom 4-Zähler empfangen hat, befindet es sich in der Einstell-Stellung und nach Rückstellung wird ein

209825/0969

Ausgangsimpuls ausgesandt, während dann, wenn das Element kein solches Signal empfangen hat und deshalb noch in dem ursprünglichen Rucksteilzustand befindlich ist, kein Ausgangssignal erzeugt wird.

Selbst wenn ein Störsignal-Sperrgatter benutzt wird (der 4-Zähler, welcher vorstehend beschrieben wurde), besteht dennoch die Möglichkeit, daß Störsignale in die Vorrichtung eingeführt werden und den Detektor bzw. Anzeiger aktivieren. Ein spezielles Störsignal könnte z.B. eine Impulsfolge erzeugen, die lang genug ist, um den 4-Zähler und demgemäß auch die bistabile Einstell-Rück-Stufe zu aktivieren. Es ist Jedoch höchst unwahrscheinlich, daß ein solches Störsignal länger als über eine kleine Zahl von Zyklen andauert. Demgemäß ist es vorteilhaft, in der Schaltung hinter der bistabilen Einstell-Rückstell-Stufe ein weiteres Stör-Sperr-Gatter einzufügen und zwar vorzugsweise in Gestalt eines weiteren Impulszählers, der ein Signal nur dann durchtreten läßt, wenn eine vorbestimmte Zahl von Impulsen von der bistabilen Einstell-Rückstell-Stufe empfangen wurde. So ist es z.B. höchst unwahrscheinlich, daß Störsignale zu mehr als 16 Impulsen führen, die von der bistabilen Einstell-RUckstell-Stufe geliefert werden, so daß dieser zweite Impulszähler vorzugsweise auf 16 eingestellt wird, so daß er nur dann in einen aktiven Zustand mit positivem Ausgang schaltet, nachdem er mehr als diese Zahl von Impulsen empfangen hat.

Der l6-Zähler kann automatisch am Ende jeder Abtastung (der Zyklus des y||aepgeneratorausgangs, der den spannungsgesteuerten Oszillator steuert) zurückgestellt werden. Stattdessen oder zusätzlich kann eine manuelle Rückstellung am Ende des Versuchs erfolgen.

209825/0969

2153959

Immer dann, wenn der l6-Zähler in einen aktiven Zustand geschaltet hat und ein positives Ausgangssignal liefert, stellt dies eine verläßliche Anzeige dafür dar, daß der Wandler arbeitet. Umgekehrt ergibt sich mit Sicherheit, daß der Wandler fäierhaft ist, wenn am Ende einer 16-Zählerabtastung noch kein Ausgang geliefert wird. In jedem Pail ist es natürlich erwünscht, daß das "Signal" als Information auf einer Anzeigevorrichtung erscheint, die mit der Endstufe des Detektors (l6-Zähler) verbunden ist und auf diesen Ausgang bzw. das Fehlen dieses Ausgangs anspricht. Insbesondere ist es zweckmäßig, einen Dreiweganzeiger zu benutzen, der eine neuKtrale Stellung (Anzeigegerät arbeitet), eine Stellung "Fehlen eines Signals" (Wandler ist defekt oder befindet sich nicht in der W Schaltung) und eine Signalstellung aufweist (Wandler arbeitet zufriedenstellend). Der Anzeigeschalter ist in zweckmäßiger Weise

Säfifß 7 Pk Ti Y\

mit demaSgem«3äeab3aeiOTaigenerator in der Weise verbunden, daß während der Abtastung die Anzeigevorrichtung in der neutralen Stellung befindlich ist, bis ein Signal vom 16-Zähler empfangen wird, wenn er auf die Signalstellung schaltet, während am Ende der Abtastung die Anzeigevorrichtung in die Stellung "Signal fehlt" zurückgeführt wird, wenn kein Signal vom 16-Zähler empfangen wurde.

Das Anzeigegerät ist vorzugsweise ein Meßgerät, d.h. ein Voltmesser, das an den Detektccausgang und H^n Tr\^r'»t-.n^ über geeignete Schaltsysteme angeschlossen ist. Es ist jedoch klar, daß ^ auch ein optisches System oder ein akustisches System oder alle drei Systeme Anwendung finden können. Es kann bäspielsweise automatisch eine Rückstellung etwa nach 10 Sekunden erfolgen, jedoch vorzugsweise erfolgt eine manuelle Rückstellung.

Wenn das Überwachungssystem gemäß der Erfindung benutzt wurde, ist es erwünscht, daß verschiedene Bestandteile davon in eine Bereitschaftsstellung zurückgeführt werden, so daß das System wiederholt benutzt werden kann. Die Bestandteile, die eine Rück-

209825/0969

stellung erfordern, sind derxapcamCT.ii^lfrogypfagsenerator, die Impulszähler und die Anzeigevorrichtung. Diese können für eine automatische Rückstellung vorgesehen werden, jedoch ist es zu bevorzugen, manuell betätigbare Ruckstel!vorrichtungen vorzusehen, durch die diese Bestandteile in einen stetigen Zustand zurückgeführt werden.

Das Überwachungssystem erfordert natürlich eine Spannungsquelle. Hierfür sind zweckmäßigerweise Batterien mit der geeigneten Spannung vorgesehen und um Batteriefehler auszugleichen (Spannungsabfall infolge Alterung), ist es zweckmäßig, einen Spannungsregler einzubauen.

Das überwachungssystem gemäß der Erfindung bildet vorzugsweise einen Teil einer kompletten Beschleunigungsmesserprüfstufe, die sowohl das Vorhandensein eines Wandlers und seine Arbeitsweise überprüft, aber darüber hinaus auch Kabel- und Besehleunigungsmesser-Installationsfehler aufdeckt und eine Vibrationsanzeigeeichung korrigiert. Das Installationsprüfsystem mißt im wesentlichen den Widerstand zwischen verschiedenen Punkten der Anlage, die gegeneinander isoliert sein sollen, während das Eichprüfsystem im wesentlichen die Möglichkeit des Vibrationsanalysators-ystems überprüft, um zwischen einem annehmbaren und einem unzulässigen Vibrationsmuster zu entscheiden.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer einfachen AusfUhrungsform der.Erfindung,

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung in einer etwas komplexeren Ausführung,

Fig. 5 eine Darstellung der Signale an verschiedenen Punkten des Systems, wenn festgestellt wird, daß der Wandler ordnungsgemäß arbeitet,

209825/0969

Fig. 4 eine Darstellung von Signalen an den gleichen Punkten des Systems wie bei Fig.3, Jedoch bei der Feststellung eines nicht ordnungsgemäß arbeitenden Wandlers,

Fig. 5 eine ins einzelne gehende Schaltung einer Ausführungsform a - c (3_er Erfindung, die zum Aufbau einer gedruckten Schaltung geeignet ist.

Das.Schaltbild nach Fig.l zeigt eine Spannungsquelle V, die über einen ersten Schalter Sl an einen piezoelektrischen Wandler (Trans.) gelegt ist. Ein zweiter Schalter S2 verbindet im geschlossenen Zustand den Ausgang des Wandlers über einen Verstärker Amp und den Detektor (Detect) mit einem Indikator (Ind).

Die beiden Schalter Sl und S2 sind in der Schaltung beide offen dargestellt, aber wenn die Schaltung im Betrieb befindlich ist, dann ist immer ein Schalter geschlossen, während der ander^offen ist. Während der erste Schalter Sl geöffnet ist und die Spannungsquelle mit dem Wandler verbindet, dann ist der zweite Schalter S2 offen und umgekehrt.

Die Schaltung nach Fig.2 zeigt eine Spannungsquelle V, die über einen ersten Schalter Sl an ein Wandlerkristall (Trans.) geschaltet ist. Die Arbeitsweise des ersten Schalters wird durch einen spannungsgesteuerten Oszillator(V.C.O.)gesteuert, der seinerseits

Sägezahn/
durch einen generator (V.R.G.) gesteuert wird, um einen Kippfrequenzausgang zu liefern und die Speisung erfolgt von einer Batterie (nicht dargestellt) über einen Spannungsregler. Der Ausgang des Oszillators wird zunächst einer Impulsformstufe (Pulse sh.) und dann dem Schalter zugeführt.

Ein zweiter Schalter S2, der ebenfalls vom Oszillator gesteuert wird, verbindet im geschlossenen Zustand den Wandlerausgang über einen Verstärker (Amp), einen Nulldurchgangsdetektor (Z.C.D.), einen ersten Impulszähler (4-C), eine bistabile Einstell-RÜckstellstufe (Bi S/R) und einen zweiten Impulszähler (l6-C) mit einem Indikator (Ind).

209825/0969

Ein dritter Schalter S3, der ebenfalls durch den Oszillator gesteuert wird, ermöglicht im Schließzustand, indem er den Wandler kurzschließt, einen Ausgleich kapazitiver Ladungen.

Fig.2 zeigt verschiedene Signale an unterschiedlichen Punkten des Systems, die auftreten, wenn ein Wandler überprüft wird. Es sind sechs Schwingungszüge des Oszillators dargestellt, wobei der Anlauf bei 0 beginnt und dann das Ende der Zyklen mit 1,2 ....6 bezeichnet ist.

Der Ausgang äes Oszillators stellt eine Welle mit sich vergrößernder Frequenz dar. Dieser Ausgang wird einer Impulsformstufe züge-, führt, um einen scharfen Impuls zu Beginn jedes Zyklus zu erhalten (willkürlich dargestellt am Punkte der maximalen Amplitude im Oszillatorausgangssignal). Dieser Impuls triggert den ersten Schalter, der den Wandler mit der Spannungswelle verbindet, so daß dieser für eine kurze Zeitdauer geschlossen wird und dann wild der dritte Schalter getriggert, der den Wandler für eine kurze Periode kurzschließt und schließlich wird nach einer kleinen Zeitverzögerung der zweite Schalter g=briggert, der den Wandler mit dem Detektor verbindet und dieser bleibt während der restlichen Zeit der Periode geschlossen.

Der Wandler ist erregt, während der erste Schalter geschlossen ist und er schwingt mit seiner Eigenfrequenz. Die Größe der Schwingung wird erhöht, wenn die Frequenz des Oszillators eine Subharmonische der Wandlerresonanzfrequenz ist. Der Ausgang des Wandlers wird dem Verstärker zugeführt, während der zweite Schalter geschlossen ist und der Ausgang des Verstärkers wird dem Nulldurchgangsdetektor zugeführt.

Der Nulldurchgangsdetektor ändert immer dann seinen Zustand, wenn das Verstärkersignal von (+V) auf (-V) übergeht und es wird ein

209825/0969

Reehteckwellenausgang geliefert, der der 4-Zählstufe zugeführt wird. Wenn die 4-Zählstufe vier Rechteckwelleneingangsimpulse empfangen hat, wird ein positiver Ausgang geliefert, der dem bistabilen Einstell-Rückstellelement zugeführt wird. Am Ende jeder Periode wird die 4-Zählstufe automatisch durch einen Steuerimpuls des Oszillators zurückgestellt.

Bei Empfang eines Signales nimmt die bistabile Einstell-Rückstell-Stufe ihren "Einstell"-Zustand an und nach Empfang eines Rückstell-Signales vom Oszillator am Ende jeder Periode wird ein einzelner Impuls geliefert, der dann der l6-Zählstufe zugeführt wird.

^w Nach 16 Impulsen von der bistabilen Einstell-Rüekstell-Stufe liefert der 16-Zähler einen positiven Ausgang (in der Zeichnung ist das Ende der vierten Periode -Punkt 4- als der 16.Impulspunkt dargestellt, obgleich in Wirklichkeit wenigstens l6 Perioden benötigt werden, um den l6-Impulspunkt zu erreichen.)

Vorausgesetzt daß der 16-Zähler einen Ausgang registriert, bevor die Abtastung beendet ist, schaltet die Anzeigevorrichtung, die sich bisher in der Neutralstellung befand, in eine Signalstellung um, die anzeigt, daß der Wandler arbeitet.

Fig.4 zeigt die verschiedenen Signale an verschiedenen Punkten des Systems, die auftreten, wenn der Wandler fehlerhaft ist. Die Perioden sind willkürlich mit 7,8....11 bezeichnet. Am Punkt 7 sind einige Störsignale in das System eingedrungen, die von einer kapazitiven Entladung herrühren. Diese haben jedoch den Nulldurchgangsdetektor nicht getriggert. Am Punkt 8 sind auch einige Störungen aufgetreten, die den Nulldurchgangsdetektor getriggert haben und verursacht haben, daß die bistabile Einstell-Rückstell-Stufe einen Ausgang liefert. Dies war jedoch der einzige derartige Ausgang

209825/0969

während der gesamten Abtastung, so daß der l6-Zähler keinen Ausgang erzeugt hat und am Ende des Abtastsignals vom Spannungsrampengenerator schaltet die Anzeigevorrichtung von der Neutralstellung in die Stellung mit "Kein-Signal".

lieh
Schließwird auf Fig.5 der Zeichnung bezuggenommen. Diese zeigt eine ins einzelne gehende Darstellung der Erfindung, insbesondere geeignet für eine gedruckte Schaltung. Diese Figur ist durch strichlierte Linien in verschiedene Flächen unterteilt, die den Elementen des schematischen Blockschaltbilds gemäß Fig.l und 2 entsprechen. Die SchaltunfPinnerhalb dieser Flächen könn^&urch bekannte elektrische Schaltstufen gebildet werden und die Erfindung befaßt sich mit der Art und Weise, in der die Systembausteine, z.B. Schalter, Oszillatoren, Verstärker u.dgl., miteinander verbunden sind,und mit der Art und Weise, auf die die verschiedenen Signale des Systems behandelt werden.

Der piezoelektrische Wandler, der die Gestalt eines Beschleunigungsmessers aufweisen kann, sitzt an einer unzugänglichen Stelle eines Triebwerks und er ist mit dem Prüfsystem bei Punkt 1 verbunden und diese Bezugszeichen stellen ebenso wie die in Kreisen eingefügten Bezugszeichen Schaltbrettmarkierungen dar. Die Markierungen 7 und 9 stellen die Eingangspunkte einer Spannungsquelle von 5 Volt dar. Bei der Markierung 2 wird eine Spannung von + 67,5 V gegenüber Brde einer Seite des Schaltbretts zugeführt, während die andere Seite über die Markierung 8 geerdet ist. Zwischen den Markierungen 3 und 6 ist der Funktionsschalter angeordnet, der die Stellungen "prüfen" und "Rückstellung" besitzt, wie unter Bezugnahe auf Fig.2 beschrieben. Ein Amperemeter mit 100/UA liegt zwischen den Markierungen 4 und 5 und es ist dieses Meßgerät, daß den Betriebszustand des Wandlers anzeigt.

209825/0969

Sämtliche Schaltungselemente sind mit Schaltungsbezugszeichen versehen, die lediglich auf die Bauart des Schaltungselementes hinweisen und für das elektrische Werte maßgebend sind. Z.B. bedeutet 2R74 39K, daß es sich um einen Widerstand Nummer Jk auf dem Brett 2 der größeren, nicht dargestellten Anordnung handelt und einen Wert von 39 k-Ohm besitzt.

Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß die Schalter Sl,S2 und S3 elektronische Schalter sind und daß S2 tatsächlich im Verstärker eingebaut ist, aber durch die Schaltung innerhalb der Fläche S2 gesteuert wird. Das Anzeigegerät ist offensichtlich mit der Schaltung verbunden, um das zugeordnete Meßgerät anzutreiben.

Da das System transistorisiert ist, kann als Spannungsquelle eine Reihe von Trockenbatterien benutzt werden. Es können auch andere Spannungssteuerschaltungen vorgesehen werden, um die erforderlichen Spannungen an den Markierungspunkten 2,8,7 und einzuführen. Auf diese Weise ergibt sich ein leicht transportables System.

Patentansprüche ;

20982 5/0969

Claims (17)

1. Patentansprüche :

   Verfahren zur Überprüfung eines piezoelektrischen Übertragers, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens ein Spannungsimpuls an den Wandler angelegt wird, daß das Ansprechen oder Nichtansprechen des Wandlers auf diesen Spannungsimpuls festgestellt wird und daß angezeigt wird, ob der Wandler angesprochen hat oder nicht.
2. 2. "Verfahren nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Spannungsimpulsen einer oder mehrerer Frequenzen angelegt wird, wobei diese Frequenz eine Subharmonische der Resonanzfrequenz des Wandlers ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Spannungsimpulsen mit einer Frequenz angelegt wird, die sich mit der Zeit ändert.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3*
   dadurch gekennzeichnet ,

   daß das Ansprechen oder das Nichtansprechen des Wandlers dadurch festgestellt wird, daß die Stärke des Wandlerantwortsignals gegenüber einer erforderlichen Signalstärke verglichen wird, daß wenigstens ein weiteres Signal erzeugt wird, wenn die Stärke des Wandleransprechsignals die erforderliche Signalstärke überschreitet, daß wenigstens ein zweites weiteres Signal erzeugt wird, wenn die Zahl des ersten weiteren Signales eine vorbestimmte Zahl überschreitet und daß ein drittes Signal erzeugt wird, wenn die Zahl der zweiten weiteren Signale einen vorbestimmten Wert überschreitet, wobei das dritte weitere Signal den ordnungsgemäßen Arbeitszustand des Wandlers anzeigt.

   209825/0969
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4,

   dadurch gekennzei chnet, daß das Wandleransprechsignal verstärkt wird, be^or der Vergleich mit der erforderlichen Signalstärke durchgeführt wird.
6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte weitere Signal zur Betätigung einer Anzeigevorrichtung benutzt wird, wodurch der Betriebszustand des Wandlers angezeigt wird.
7. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzei chnet, daß ein erster Schalter (Sl) benutzt wird, um wenigstens einen Spannungsimpuls an den Wandler (Trans) anzulegen, daß dieser erste Schalter (Sl) geöffnet und ein zweiter Schalter (S2) darauffolgend geschlossen wird, um den Wandler (Trans) mit einem Signaldetektor (Detect) zu verbinden, wobei der Signaldetektor Signale erzeugt, die den Betriebszustand des Wandlers anzeigen,und daß diese Signale benutzt werden, um eine Anzeigeeinrichtung (Ind) zu betätigen, die den Betriebszustand des Wandlers anzeigt.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7>

   dadurch gekennzei chnet , daß ein wiederkehrender Spannungsimpuls durch den ersten Schalter angelegt wird.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 7»

   dadurch gekennzei chnet, daß der erste Schalter (Sl) und der zweite Sciialter (S2) betriebsmäßig mit einem Oszillator (V. C, 0.) in der Weise verbunden sind, daß der Oszillatorausgang diese Sehalter steuert und daß

   209825/0989

   die Schalter während einer Schwingungsperiode Jeweils geschlossen und geöffnet werden und der erste Schalter dadurch einen sich wiederholenden Spannungsimpuls anlegt.
10. 10. Verfahren nach den Ansprüchen 8 und 9* dadurch gekennzei chnet , daß der sich wiederholende Spannungsimpuls mit einer oder mehreren Frequenzen angelegt wird, wobei die Frequenz oder wenigstens eine dieser Frequenzen einer Subharmonischen der Resonanzfrequenz des Wandlers entspricht.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 10,

    dadurch gekennzei chnet , daß der sich wiederholende Spannungsimpuls bei einer Frequenz angelegt wird, die sich mit der Zeit ändert.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 9*

    dadurch gekennzei chnet , daß der Oszillator ein spannungsgesteuerter Oszillator ist, dessen Ausgangsfrequenz durch einen Sägezahngenerator des Oszillators gesteuert wird, wobei dieser Eingang in regelmäßigen Zeitintervalle^ wiederholt wird.
13. 13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzei chnet , daß das Signal vom Oszillator einer Impulsformstufe (Pulse Sh) zugeführt wird, bevor er dem ersten bzw. zweiten Schalter (Sl) bzw. (S2) zugeführt wird, und daß die Impulsformstufe einen Impuls konstanter Breite erzeugt, d^r dann direkt den Schaltern zugeführt wird, um diese zu öffnen bzw* zu schließen.

    20 9 82 5/0969
14. 14. Verfahren nach Anspruch 7*

    dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler selektiv durch einen dritten Schalter (S^) kurzschließbar ist, der kurz nach Öffnung des ersten Schalters und vor Schließen des zweiten Schalters den Wandler kurzschließt.
15. 15. Verfahren nach Anspruch 14,

    dadurch gekennzei chnet, daß der Oszillator auch zur Steuerung des dritten Schalters (S3) benutzt wird.
16. 16. Verfahren nach den Ansprüchen 7 bis 15* P dadurch gekennzeichnet, daß der Signaldetektor die Stärke der Signale des Wandlers mit einer erforderlichen Signalstärke vergleicht und wenigstens ein weiteres Signal erzeugt, wenn die Stärke des Signals des Wandlers die erforderliche Signalstärke überschreitet, und daß der Detektor wenigstens ein zweites weiteres Signal erzeugt, wenn die Zahl der ersten weiteren Signale eine vorbestimmte Zahl überschreitet, und daß ein drittes weiteres Signal erzeugt wird, wenn die Zahl der zweiten weiteren Signale eine vorbestimmte Zahl überschreitet, wobei das dritte weitere Signal 6en Betriebszustand des Wandlers anzeigt.

    fc
17. 17. Verfahren nach Anspruch l6,

    dadurch gekennzeichnet, daß das Signal vom Wandler verstärkt wird, bevor der Vergleich mit der erforderlichen Signalstärke durchgeführt wird.

    l8. Verfahren nach den Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet ,

    daß die Erzeugung des zweiten weiteren Signals durch eine erste Zählstufe (4-C) und eine hiermit in Reihe geschaltete bistabile Stufe (Bi S/R) erzeugt wird, wobei diese erste Zählstufe ein Ausgangssignal nur dann erzeugt,wenn die vorbestimmte Zahl von weiteren Signalen Überschriften ist und wobei die bistabile Stufe

    20982 5/0969

    von einem ersten stabilen Zustand in einen zweiten stabilen Zustand umschaltet, wenn das Ausgangssignal erhalten wird, wobei das zweite weitere Signal ausgesandt wird, wenn eine Umschaltung von dem zweiten stabilen Zustand in den ersten stabilen Zustand erfolgt.

    19. Verfahren nach Anspruch l8,

    dadurch gekennzei chnet , daß die Schaltungselemente in ihre Ausgangsstellung "kein Signal empfangen" durch den ersten, zweiten und dritten Schalter zurückgestellt werden und daß die Schaltungselemente zu dem Zeitpunkt zurückgestellt werden, inaem der zweite Schalter zur öffnung veranlaßt wird.

    20. Verfahren nach Anspruch l6,

    dadurch gekennzei chne t , daß die Erzeugung des dritten weiteren Signals durch eine zweite Zählstufe (16-C) bewirkt wird, die das dritte Signal nur dann erzeugt, wenn die vorbestimmte Zahl von zweiten weiteren Signalen überschritten ist.

    21. Verfahren nach Anspruch 20,

    dadurch gekennzei chnet, daß die zweite Zählstufe in die Anfangsstellung "kein Signal empfangen" am Ende jeder Versuchsreihe zurückgestellt wird.

    22. Verfahren nach Anspruch 20,

    dadurch gekennzei chnet , daß die zweite Zählstufe in die Ausgangsstellung "kein Signal empfangen" am Ende jedes Sjpx Sägezahneingangs nach dem spannungsgesteuerten Oszillator zurückgestellt wird.

    209825/0969

    2J), Piezoelektrisches Wandlerprüfsystem durch Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 22, dadurch gekennzei ahnet, daß eine Spannungsquelle (V) vorgesehen ist, die an den Wandler (Trans) anschaltbar ist, daß ein Signaldetektor (Detect) an den Wandler anschaltbar ist und daß eine Signalanzeigeeinrichtung (Ind) mit dem Detektor verbunden ist, durch Vielehe der Betriebszustand des Wandlers angezeigt wird.

    24. System nach Anspruch 23,

    dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle an den Wändler mittels eines ersten Schalters (Sl) anschaltbar ist und daß der Detektor an den Wandler mittels eines zweiten Schalters (S2) anschaltbar ist, wobei der erste Schalter offen ist, wenn der zweite Sehalter geschlossen ist und umgekehrt.

    25. System nach Anspruch 23,

    dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle an den Wandler mittels eines ersten Schalters (Sl) anschaltbar ist, der mit einer Frequenz öffnet und schließt, welche eine subharmonische Schwingung der Resonanzfrequenz des Wandlers darstellt.

    26. System nach Anspruch 2J>,

    dadurch gekennzei chnet, daß die Spannungsquelle an den Wandler mittels eines ersten Schalters anlegbar ist, der mit einer Frequenz öffnet und schließt, die sich mit der Zeit ändert, wobei wenigstens einer der so erzeugten Spannungsimpulse mit einer Frequenz erzeugt wird, die eine subharmonische Schwingung der Resonanzfrequenz des Wandlers darstellt.

    209825/0969

    27. System nach Anspruch 26,

    dadurch gekennzei chnet, daß der erste Schalter (Sl) ein Mal pro Schwingung des spannungsgesteuerten Oszillators geöffnet und geschlossen wird und daß der Eingang des Oszillators betriebsmäßig an einen Sägezahngenerator angeschlossen ist, wodurch die Ausgangsfrequenz des Oszillators mit der Zeit geändert wird.

    28. System nach Anspruch 24,

    dadurch gekennzei chnet , daß die ersten und zweiten Schalter (Sl und S2) ein Mal pro Schwingung des Oszillators geöffnet und geschlossen werden.

    29. System nach Anspruch 28,

    dadurch gekennzei chnet , daß der Ausgang des Oszillators zunächst einer Impulsformstufe zugeführt wird, die Impulse konstanter Breite erzeugt, welche dann direkt den Schaltern zugeführt werden, um deren öffnen und Schließen zu bewirken.

    30. System nach Anspruch 24,

    dadurch gekennzei chnet , daß der Wandler mittels eines dritten Schalters kurzschließbar ist, der parallel zum Wandler liegt, und daß der dritte Schalter eine kurze Zeit lang schließt, nachdem der erste Schalter geöffnet hat, aber bevor der zweite Schalter geschlossen ist.

    51. System nach Anspruch j50,

    dadurch gekennzei chnet , daß der erste, zweite und dritte Schalter gemäß Signalen eines Oszillators betätigt werden und daß diese Schalter ein Mal während jeder Schwingungsperiode geschlossen und geöffnet werden.

    209825/0969

    32. System nach Anspruch 23,

    dadurch gekennzei c h η e t ,

    daß der Signaldetektor einen Verstärker (Amp), einen Signalstärkenkomparator (Z.C.D.) und einen Storsignalunterdrücker (4-C, Bi S/R, 16-C) aufweist.

    33· System nach Anspruch 32,

    dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator die Stärke des verstärkten Wandlersignals mit einer erforderlichen Stärke vergleicht und ein Ausgangssignal nur dann erzeugt, wenn die Wandlersignale die erforderliche Stärke überschreiten.

    3^. System nach Anspruch 33»

    dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator einen Nulldurchgangsdetektor (Z.C.D.) aufweist.

    35. System nach Anspruch 32,

    dadurch gekennzeichnet,

    daß die Störsignalunterdrückungsstufe eine erste Zählstufe aufweist, die Signale vom Komparator empfängt und ein Ausgangssignal nur dann liefert, wenn eine vorbestimmte Zahl von Signalen vom Komparator empfangen wird, daß eine bistabile Stufe Signale von der ersten Zählstufe empfängt und in einem ersten Zustand verbleibt, wenn kein Signal empfangen wird, jedoch in einen zweiten Zustand umgeschaltet wird, wenn ein solches Signal empfangen wird, und daß die bistabile Stufe ein Signal aussendet, wenn sie von dem zweiten Zustand nach dem ersten Zustand umschaltet, und daß schließlich eine zweite Zählstufe Signale von der bistabilen Stufe empfängt und ein Ausgangssignal nur dann liefert, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Signalen von der bistabilen Stufe empfangen wird.

    209825/0969

    2153858

    36. System nach Anspruch 35,

    dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Zählstufe und die bistabile Stufe in ihrer Anfangsstellung "kein Signal empfangen" zurückgestellt werden, daß die erste Zählstufe und die bistabile Stufe während jeder Schwingung des Oszillators zurückgestellt werden und daß dieser Oszillator außadem einen Schalter steuert, der den Signaldetektor mit dem Wandler verbindet, so daß dieser Schalter ein Mal pro Schwingung des Oszillators öffnet und schließt, und daß die Schaltungselemente zurückgestellt werden, wenn dieser Schalter geöffnet wird.

    37. System nach Anspruch 36,

    dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator ein spannungsgesteuerter Oszillator mit einem Sägezahneingang ist, dessen Impulse sich in regelmäßigen Intervallen wiederholen, und daß die zweite Zählstufe am Ende jedes Spannungssägezahns zurückgestellt wird.

    38. System nach Anspruch 35j

    dadurch gekennzei chnet , daß die Schaltungselemente manuell in ihre Anfangsstellung "kein Signal empfangen" zurückstellbar sind.

    39. System nach Anspruch 23,

    dadurch gekennzeichnet, daß der Signalanzeiger ein Dreiwegeanzeiger ist, der ein Signal von der Störpegelunterdrückungsstufe enthält, wodurch der Arbeitszustand des Wandlers angezeigt wird, und daß diese Anzeigestufe folgende Anzeigen liefert:

    eine "Kein Signal'-Stellung , die anzeigt, daß der Wandler fehlerhaft ist oder nicht eingeschaltet ist,

    209825/0969

    eine "Signal"-Stellung, die anzeigt, daß der Wandler zufriedenstellend arbeitet,

    eine "Neutral"-Stellung, die anzeigt, daß der Wandler selbst arbeitet.

    40. System nach Anspruch j56,

    dadurch gekennzeichnet, daß der Dreiwegeanzeiger ein Spannungsmesser oder ein Amperemesser ist.

    20982 5/0969

    Lee rVe i t e