RU14714U1 - Устройство для контроля параметров аппаратуры для измерения вибрации - Google Patents

Abstract

Устройство для контроля параметров аппаратуры для измерения вибрации, содержащее генератор синусоидального напряжения, регулятор напряжения генератора, регулятор частоты генератора, делитель напряжения генератора, переключатель диапазонов, первый линейный детектор, переключатель каналов, преобразователь постоянного напряжения, преобразователь тока в напряжение, переключатель рода работ, аналого-цифровой преобразователь, преобразователь двоичного кода, формирователь импульсов, первое цифровое табло, световые индикаторы канала проверки аппаратуры, блок проверки пьезодатчиков и световые индикаторы канала проверки пьезодатчиков, при этом первый выход генератора синусоидального напряжения подсоединен ко входу регулятора напряжения генератора, выход которого подсоединен к первому входу генератора синусоидального напряжения, второй выход которого подключен ко входу регулятора частоты генератора, выход которого подключен ко второму входу генератора синусоидального напряжения, второй выход регулятора напряжения подсоединен к первому входу делителя напряжения, ко второму входу которого подключен выход переключателя диапазонов, первый выход переключателя каналов подключен ко входу преобразователя постоянного напряжения, второй выход переключателя каналов подключен ко входу преобразователя тока в напряжение, выход переключателя рода работ соединен со входами световых индикаторов канала проверки аппаратуры, выход аналого-цифрового преобразователя подключен ко входу преобразователя двоичного кода, выход которого подсоединен ко входу первого цифрового табло, выход блока проверки пьезодатчи�

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ АППАРАТУРЫ

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИИ.

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для контроля средств измерения вибрации различных объектов: судовых и авиационных двигателей, газотурбинных и газоперекачивающих установок, паротурбинных агрегатов, различного электротехнического оборудования, насосов и др.

Известно устройство для дистанционного контроля элементов аппаратуры для измерения вибрации, в частности, пьезодатчиков, содержащее симметричный трансформатор с заземленной средней точкой, первый вывод вторичной обмотки которого соединен с первым выводом пьезодатчика, первый коммутатор, блок подстроечных конденсаторов, выходы которого связаны с входами первого коммутатора, генератор, управляемый напряжением, генератор пилообразного напряжения,

фазосдвигающую цепь, усилитель, детектор, первый компаратор, выход которого связан с выходом детектора, триггер, формирователь импульсов, фазовый детектор, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, электронный ключ и первый делитель, вход которого подключен к выходу электронного ключа, дополнительно введены конденсатор, емкость которого равна сумме емкостей пьезодатчика, соединительного кабеля и максимальной емкости блока подстроечных конденсаторов, последовательно соединенные первый источник постоянного напряжения и сумматор, последовательно соединенные генератор импульсов, второй делитель, третий делитель и второй коммутатор, схема И, второй компаратор, третий компаратор, два инвертора, схема ИЛИ, второй источник постоянного напряжения, последовательно соединенные источник опорного напряжения, цифроаналоговый преобразователь и схема сравнения, три индикатора: баланса, функционирования и отказа, счетчик периодов, см., например, патент Российской Федерации №1817652 по кл. H04R 29/00 от 21.01.91.

Это устройство обеспечивает повышение достоверности, информативности и производительности контроля пьезодатчиков.

Однако его недостатком является то обстоятельство, что оно позволяет контролировать только один, входной элемент аппаратуры для измерения вибрации, которым является пьезодатчик. Возможность 2

Z00G&9ZS3

контроля всего измерительного тракта аппаратуры в данном устройстве отсутствует.

Известно устройство для контроля параметров аппаратуры для измерения вибрации, содержащее генератор синусоидального напряжения, регулятор напряжения генератора, регулятор частоты генератора, делитель напряжения генератора, переключатель диапазонов, линейный детектор, переключатель каналов, преобразователь постоянного напряжения, преобразователь тока в напряжение, переключатель рода работ, аналогоцифровой преобразователь, преобразователь двоичного кода, формирователь импульсов, цифровое табло, световые индикаторы канала проверки аппаратуры, блок проверки пьезодатчиков, световые индикаторы канала проверки пьезодатчиков, усилитель ограничитель, переключатель «ЧАСТОТА-ЗАРЯД генератора. Первый выход генератора синусоидального напряжения подсоединен ко входу регулятора напряжения генератора, выход которого подсоединен к первому входу генератора синусоидального напряжения, второй выход которого подключен ко входу регулятора частоты генератора, выход которого подсоединен ко второму входу генератора синусоидального напряжения; второй выход регулятора напряжения подсоединен к первому входу делителя напряжения, ко второму входу которого подключен выход переключателя диапазонов, первый выход переключателя каналов

подключен ко входу преобразователя постоянного напряжения, второй выход переключателя каналов подключен ко входу преобразователя тока в напряжение, выход переключателя рода работ соединен со входами световых индикаторов канала проверки аппаратуры, выход аналогоцифрового преобразователя подключен ко входу преобразователя двоичного кода, выход которого подсоединен ко входу цифрового табло, выход блока проверки пьезодатчиков подключен ко входам световых индикаторов канала проверки пьезодатчиков, см. «Устройство наземного контроля УПИВ-П. Руководство по технической эксплуатации, Научнопроизводственное объединение «СФЕРА, Л., 1982.

Данное техническое решение принято за прототип настоящей полезной модели.

Устройство обеспечивает проверку работоспособности аппаратуры контроля вибрации с пьезоэлектрическими датчиками вибрации без её демонтажа в диапазоне от 30 Гц до 500 Гц.

Недостатком этого устройства является отсутствие возможности проверки элементов, осуществляющих контроль частоты оборотов роторов контролируемых двигателей, сравнительно узкий диапазон частот контролируемых вибраций; кроме того, отсутствует возможность одновременного получения информации о частоте выдаваемого электрического заряда и его амплитуде; эта информация может выдаваться

2a00SO$lS3

только последовательно посредством использования переключателя «ЧАСТОТА-ЗАРЯД генератора.

В основу настоящей полезной модели положено решение задачи обеспечения возможности проверки элементов, осуществляющих контроль частоты оборотов роторов контролируемых двигателей, расширения диапазона частот контролируемых вибраций, одновременного получения информации о частоте выдаваемого электрического заряда и его амплитуде.

Согласно настоящей полезной модели эта задача решается за счет того, что устройство для контроля параметров аппаратуры для измерения вибрации, содержащее генератор синусоидального напряжения, регулятор напряжения генератора, регулятор частоты генератора, делитель напряжения генератора, переключатель диапазонов, первый линейный детектор, переключатель каналов, преобразователь постоянного напряжения, преобразователь тока в напряжение, переключатель рода работ, аналого-цифровой преобразователь, преобразователь двоичного кода, формирователь импульсов, первое цифровое табло, световые индикаторы канала проверки аппаратуры, блок проверки пьезодатчиков и световые индикаторы канала проверки пьезодатчиков, при этом первый выход генератора синусоидального напряжения подсоединен ко входу регулятора напряжения генератора, выход которого подсоединен к

первому входу генератора синусоидального напряжения, второй выход которого подключен ко входу регулятора частоты генератора, выход которого подключен ко второму входу генератора синусоидального напряжения, второй выход регулятора напряжения подсоединен к первому входу делителя напряжения, ко второму входу которого подключен выход переключателя диапазонов, первый выход переключателя каналов подключен ко входу преобразователя постоянного напряжения, второй выход переключателя каналов подключен ко входу преобразователя тока в напряжение, выход переключателя рода работ соединен со входами световых индикаторов канала проверки аппаратуры, выход аналогоцифрового преобразователя подключен ко входу преобразователя двоичного кода, выход которого подсоединен ко входу первого цифрового табло, выход блока проверки пьезодатчиков подключен ко входам световых индикаторов канала проверки пьезодатчиков, дополнительно содержит имитатор сигналов таходатчиков, дифференциальный усилитель, второй линейный детектор, первый и второй коммутаторы, частотомер, таймер и второе цифровое табло, при этом генератор синусоидального напряжения выполнен с полосой генерируемых частот от 10 Гц до 1000Гц, его первый выход подключен ко входу имитатора сигналов таходатчиков и к третьему входу второго коммутатора, выход делителя напряжения подключен ко входу б

дифференциального усилителя, выход первого линейного детектора подключен к первому входу первого коммутатора, выход преобразователя напряжения подсоединен ко второму входу первого коммутатора, выход преобразователя тока в напряжение подключен к третьему входу первого коммутатора, вход второго линейного детектора подключен к третьему выходу переключателя каналов и ко второму входу второго коммутатора, выход второго линейного детектора подключен к четвертому входу первого коммутатора, выход переключателя рода работ подключен к пятому входу первого коммутатора и к первому входу второго коммутатора, выход которого подключен ко входу формирователя импульсов, выход которого подключен к первому входу частотомера, ко второму входу которого подключен выход таймера, выход частотомера подключен ко входу второго цифрового табло, а выход первого коммутатора подсоединен ко входу аналого-цифрового преобразователя.

Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, которые бы содержали сведения о технических решениях, идентичных заявленному. Это позволяет, по нашему мнению, сделать вывод о том, что полезная модель соответствует критерию «новизна.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена схема заявленной полезной модели.

2, С0&

Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, выполненный с диапазоном генерируемых частот от 10 Гц до 1000Гц и представляющий собой генератор, управляемый напряжением. Частота генератора пропорциональна поданному на его вход напряжению с регулятора 2 напряжения генератора, представляющего собой переменный многооборотный резистор, позволяющий производить плавную регулировку выходного напряжения генератора.

Регулятор частоты 3 генератора представляет собой переменный многооборотный резистор, позволяющий производить плавную регулировку частоты генератора.

Делитель 4 напряжения генератора предназначен для деления выходного синусоидального напряжения генератора и содержит три резистивных делителя, развязывающий повторитель напряжения и три электронных ключа.

Переключатель диапазонов 5 предназначен для управления электронными ключами делителя 4 напряжения генератора и представляет собой обычный галетный переключатель, имеющий три положения:

10 пКл - при коэффициенте деления 1:100

100 пКл - при коэффициенте деления 1:10

1000 пКл - при коэффициенте деления 1:1. 8

Первый линейный детектор 6 предназначен для выпрямления выходного синусоидального напряжения генератора заданной амплитуды и выполнен по схеме детектора средних значений.

Переключатель 7 каналов предназначен для переключения входа устройства на выходы каналов аппаратуры и представляет собой галетный переключатель, имеющий в конкретном примере пять положений и рассчитанный на прием информации от пяти каналов аппаратуры для измерения вибрации.

Преобразователь 8 постоянного напряжения представляет собой резистивный делитель с развязывающим повторителем напряжения.

Преобразователь 9 тока в напряжение выполнен на резисторе и служит для преобразования постоянного тока в постоянное напряжение с уровнем, необходимым для работы аналого-цифрового преобразователя. Переключатель 10 рода работ управляет первым коммутатором.

Аналого-цифровой преобразователь 11 представляет собой стандартную интегральную микросхему. Преобразователь 12 двоичного кода выполнен на интегральной микросхеме и преобразует двоичный код в семисегментный.

Формирователь 13 импульсов представляет собой стандартную интегральную микросхему, преобразующую синусоидальное напряжение с выхода генератора 1 в импульсы, обеспечивающие работу частотомера.

.Ј2 9 и Первое цифровое табло 14 представляет собой монитор, выполненный на базе индикатора типа КИП-С с индикацией выдаваемых (имитируемых) и контролируемых параметров. Световые индикаторы 15,16,17,18,19 канала проверки аппаратуры представляют собой светодиоды, последовательно включаемые при переключении положения переключателя 10 рода работ. Блок 20 проверки пьезодатчиков представляет собой совокупность генератора сигнала, возбуждающего пьезодатчик, и приемного устройства сигнала соответствующего отклика; выполнен на стандартных микросхемах. Световые индикаторы 21,22,23 канала проверки пьезодатчиков представляют собой светодиоды, включение которых дает информацию о том, что происходит проверка пьезодатчика и далее о результатах этой проверки: «ИСПРАВЕН или «НЕИСПРАВЕН. Имитатор 24 сигналов таходатчиков предназначен для имитации сигналов, поступающих в эксплуатации от таходатчиков, и представляет собой усилитель напряжения с усилением, необходимым для контроля элементов аппаратуры, предназначенных для контроля таходатчиков. Выходное синусоидальное напряжение имитатора поступает на вход аппаратуры для измерения вибрации вместо сигнала от таходатчика. Дифференциальный усилитель 25 предназначен для преобразования синусоидального напряжения генератора в выходной синусоидальный 10

электрический заряд устройства и выполнен по схеме усилителя с дифференциальным выходом. Выходной синусоидальный электрический заряд подается на вход аппаратуры для измерения вибрации вместо сигнала от датчика вибрации.

Второй линейный детектор 26 представляет собой детектор средних значений сигнала. Первый коммутатор 27 и второй коммутатор 28 представляют собой электронные ключи. Частотомер 29 представляет собой интегральную микросхему, которая производит подсчет импульсов за единицу времени, а также преобразует двоичный код подсчитанных импульсов в семисегментный код для работы второго цифрового табло 30, выполненного на базе индикатора КИП-С.

Таймер 31 определяет время подсчета импульсов частотомера 29;

выполнен на кварцевом генераторе и содержит четыре импульсных счетчика.

Первый выход генератора 1 синусоидального напряжения подсоединен ко входу регулятора 2 напряжения генератора, выход которого подсоединен к первому входу генератора 1 синусоидального напряжения, второй выход которого подключен ко входу регулятора частоты 3 генератора, выход которого подключен ко второму входу генератора 1 синусоидального напряжения, второй выход регулятора 2 напряжения подсоединен к первому входу делителя 4 напряжения, ко 11

второму входу которого подключен выход переключателя диапазонов 5, первый выход переключателя 7 каналов подключен ко входу преобразователя . 8 постоянного напряжения, второй выход переключателя 7 каналов подключен ко входу преобразователя 9 тока в напряжение, выход переключателя 10 рода работ соединен со входами световых индикаторов 15,16,17,18,19 канала проверки аппаратуры, выход аналого-цифрового преобразователя И подключен ко входу преобразователя 12 двоичного кода, выход которого подсоединен ко входу первого цифрового табло 14, выход блока 20 проверки пьезодатчиков подключен ко входам световых индикаторов 21,22,23 канала проверки пьезодатчиков, первый выход генератора 1 подключен ко входу имитатора 24 сигналов таходатчиков и к третьему входу второго

коммутатора 28, выход делителя 4 напряжения подключен ко входу

дифференциального усилителя 25, выход первого линейного детектора 6 подключен к первому входу первого коммутатора 27, выход преобразователя 8 постоянного напряжения подсоединен ко второму входу первого коммутатора 27, выход преобразователя 9 тока в напряжение подключен к третьему входу первого коммутатора 27, вход второго линейного детектора 26 подключен к третьему выходу переключателя 7 каналов и ко второму входу второго коммутатора 28, выход второго линейного детектора 26 подключен к четвертому входу

12

tпервого коммутатора 27, выход переключателя 10 рода работ подключен к

пятому входу первого коммутатора 27 и к первому входу второго

коммутатора 28, выход которого подключен ко входу формирователя 13

импульсов, выход которого подключен к первому входу частотомера 29,

ко второму входу которого подключен выход таймера 31; выход

частотомера 29 подключен ко входу второго цифрового табло 30, а выход

,первого коммутатора 27 подсоединен ко входу аналого-цифрового

преобразователя 11.

Устройство работает следующим образом.

Для проверки каналов аппаратуры для измерения вибрации

генератор 1 выдает синусоидальное напряжение, амплитуда и частота которого регулируется соответственно регулятором 2 напряжения генератора и регулятором 3 частоты генератора. Делитель 4 напряжения

обеспечивает заданные диапазоны выдаваемого заряда: 10 пКл при

коэффициенте деления (Кдел) 1:100, 100 пКл при Кдел 1:10 и 1000 пКл при . Переключение диапазонов производят с помощью

переключателя 5 диапазонов. С выхода делителя 4 напряжения сигнал поступает на вход дифференциального усилителя 25, который преобразует синусоидальное напряжение в выходной синусоидальный заряд, имитирующий сигнал от пьезоэлектрического датчика вибрации, (подаваемый на вход проверяемого канала аппаратуры для измерения

13 вибрации. Для проверки канала

14 соответствующий сигнал на вход этого канала подается от имитатора 24 сигналов таходатчиков. С выходов проверяемых каналов аппаратуры сигналы подаются через переключатель 7 каналов следующим образом. Постоянное напряжение UmCT подается на вход преобразователя 8 постоянного напряжения, постоянный ток 1ПОСт - на вход преобразователя 9 тока в напряжение, напряжение с выхода канала таходатчика иоборот - на вход второго линейного детектора 26; на вход первого линейного детектора 6 подается выходное синусоидальное напряжение от блока 2. С выходов блоков 6,8,9,26 сигнал поступает на входы 1,2,3,4 первого коммутатора 27. На пятый вход первого коммутатора 27 поступает команда от переключателя 10 рода работ. При этом для обозначения соответствующего рода работы включается соответствующий световой индикатор: 15 - «ТЕСТ, 16 - «пКл, 17 - «В, 18 - «мА, 19 - «мкА. С выхода первого коммутатора 27 сигналы поступают на аналогоцифровой преобразователь 11, затем с помощью блока 12 преобразуются из двоичного в семисегментный код и далее отображаются на первом цифровом табло 14 - «ПАРАМЕТР. На второй коммутатор 28 подается напряжение от генератора 1, напряжение «иоборот через переключатель 7 и команда от тахо датчиков аппаратуры

переключателя 10 рода работ. С выхода коммутатора 28 сигнал поступает через формирователь 13 импульсов на вход частотомера 29 и далее - на второе цифровое табло 29 - «ЧАСТОТА. Время осуществления измерения частотомером задается таймером 31.

Пьезоэлектрические датчики проверяются блоком 20 проверки пьезодатчиков, который выдает соответствующие сигналы на световые индикаторы: 21 - «ПРОВЕРКА, 22 - «ИСПРАВЕН, 23 - «НЕИСПРАВЕН.

1 Устройство включает известную элементную базу и изготовляется в

Siзаводских условиях. На основе настоящей полезной модели ЗАО «Виброприбор разработано «Устройство контроля УПИВ-П-1М. Это подтверждает, по мнению заявителя, соответствие предложенного технического решения критерию «промышленная применимость.

15

Claims (1)

1. Устройство для контроля параметров аппаратуры для измерения вибрации, содержащее генератор синусоидального напряжения, регулятор напряжения генератора, регулятор частоты генератора, делитель напряжения генератора, переключатель диапазонов, первый линейный детектор, переключатель каналов, преобразователь постоянного напряжения, преобразователь тока в напряжение, переключатель рода работ, аналого-цифровой преобразователь, преобразователь двоичного кода, формирователь импульсов, первое цифровое табло, световые индикаторы канала проверки аппаратуры, блок проверки пьезодатчиков и световые индикаторы канала проверки пьезодатчиков, при этом первый выход генератора синусоидального напряжения подсоединен ко входу регулятора напряжения генератора, выход которого подсоединен к первому входу генератора синусоидального напряжения, второй выход которого подключен ко входу регулятора частоты генератора, выход которого подключен ко второму входу генератора синусоидального напряжения, второй выход регулятора напряжения подсоединен к первому входу делителя напряжения, ко второму входу которого подключен выход переключателя диапазонов, первый выход переключателя каналов подключен ко входу преобразователя постоянного напряжения, второй выход переключателя каналов подключен ко входу преобразователя тока в напряжение, выход переключателя рода работ соединен со входами световых индикаторов канала проверки аппаратуры, выход аналого-цифрового преобразователя подключен ко входу преобразователя двоичного кода, выход которого подсоединен ко входу первого цифрового табло, выход блока проверки пьезодатчиков подключен ко входам световых индикаторов канала проверки пьезодатчиков, отличающееся тем, что дополнительно содержит имитатор сигналов таходатчиков дифференциальный усилитель второй линейный детектор, первый и второй коммутаторы, частотомер, таймер и второе цифровое табло, при этом генератор синусоидального напряжения выполнен с полосой генерируемых частот от 10 Гц до 1000 Гц, его первый выход подключен ко входу имитатора сигналов таходатчиков и к третьему входу второго коммутатора, выход делителя напряжения подключен ко входу дифференциального усилителя, выход первого линейного детектора подключен к первому входу первого коммутатора, выход преобразователя напряжения подсоединен ко второму входу первого коммутатора, выход преобразователя тока в напряжение подключен к третьему входу первого коммутатора, вход второго линейного детектора подключен к третьему выходу переключателя каналов и ко второму входу второго коммутатора, выход второго линейного детектора подключен к четвертому входу первого коммутатора, выход переключателя рода работ подключен к пятому входу первого коммутатора и к первому входу второго коммутатора, выход которого подключен ко входу формирователя импульсов, выход которого подключен к первому входу частотомера, ко второму входу которого подключен выход таймера, выход частотомера подключен ко входу второго цифрового табло, а выход первого коммутатора подсоединен ко входу аналого-цифрового преобразователя.