RU1793263C - Устройство дл измерени параметров вибраций объектов - Google Patents

Abstract

Использование: в измерительной техлке дл  анализа частотного спектра колёзний в системах распознавани  образцов. Сущность: устройство содержит лазер 1 непрерывного излучени , электрооптический преобразователь 2, лучерасицепитель 3, поворотное зеркало 4, оптическую фокусирующую систему 5, оптический приемный блок 6, широкополосный усилитель 7, частотный анализатор спектра 8. Дл  получени  модулированного сигнала в устройстве предусмотрен генератор 16, последовательно соединенный с блоком 17 повторени  импульсов возбуждени  и параллельно с оптическим приемным блоком 6. Дл  подстройки фазы служит пьезоэлектрический элемент 18 с зеркалом 19 и источником 20 посто нного напр жени . Дл  повышени  быстродействи  служит блок 21 фазового сравнени  частотных компонент сигнала и аналоговый блок 22 пам ти фазы сигнала. 1 з,п.,ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к йзмеритель- н эй технике и может быть использовано дл  анализа частотного спектра колебаний в си- емзх распознавани  образцов, в частно- и дл  определени  характеристик собственных колебаний объектов.

Г Известно устройство, имеющее источник монохроматического света, полупрозрачное зеркало, фокусирующий микроскоп, два фотопреобразовател , блок вычитани  э/ е ктрических сигналов, электромбханйче- ct ий преобразователь.

Недостатком известного устройства  вл етс  необходимость введени  дополнительного источника возбуждени  колебаний объекта и невозможность исследовани  параметров вибраций объектов.

Известно устройство дл  измерений вибраций, содержащее лазер непрерывного

излучени , злектрооптический преобразователь лучерасщепитель, поворотные зеркала , оптическую фокусирующую систему, декодирующее устройство, широкополосный усилитель, генератор модулирующего сигнала, устройство обработки информации . Кроме того, в устройстве предусмотрена система дл  подстройки фазы, состо ща  из пьезоэлектрического элемента с зеркалом и источника посто нного напр жени .

Недостатком известного устройства  вл етс  невозможность точного определени  резонанса исследуемого объекта из-за инерционности примен емой системы.

Целькз изобретени   вл етс  повышение точности измерений вибраций объектов .

Указанна  цель достигаетс  тем, что известное устройство дл  измерений параметров вибраций объектов, содержащее лазер непрерывного излучени  электрооптический преобразователь, лучерасщепитель, оптическую фокусирующую систему, оптическое приемное устройство, широкополое ный усилитель, видеоконтрольное устройство, генератор модулированного сигнала, снабжено расположенными между широкополосными усилителем и вйдёокбн- трольным устройством последовательно соединенными частотным анализатором спектра, включающим фазочастотный дели-, тель, блок сравнени  амплитуд сигнала, аналоговый блок пам ти пикового значени  амплитуды сигнала, и многоуровневым компаратором . Г: ,.:.-.::;.:: -; :- ... :- -. . , TV

Кроме того, дл  повышени  быстродействи , в частном анализаторе спектра параллельно блоку сравнени  амплитуды сигнала и аналоговому блоку пам ти Пикового значени  амплитуды Сигнала подключены соответственно блок фазового сравнени  частотных компонент сигнала и аналоговый блок пам ти фазы сигнала.

На чертеже показана схема за вл емого устройства. ; ..;. ..

Устройство содержит лазер 1 непрерывного излучени , электрооптичёский преобразователь 2, лучерасщепитель 3, поворотное зеркало 4, оптическую фок сйрую- щую систему 5, Оптическое приемное устройство б, широкополосный усилитель 7, частотный анализатор спектра 8, включающий фазочаетотный делитель 9, многоканальный усилитель 10, параллельно соединенный с блоком 11 сравнени  амплитуды сигнала, выполненном на М-канальнрм АЦП и схеме сравнени , и с аналоговым блоком пам ти г1ик0в6го значени  амплитуды смгнала 12. Частотный анализатор спектра 8 последовательно соединен с /блоком 13 многоуровневого компаратора.

Многоуровневый компаратор. 13 соединен с блоком 14 цветового кодировани  и блоком 15 видёОконтрольного устройства.

Дл  получени  модулированного сигнала в устройстве предусмотрен генератор 16, последовательно соединенный с блоком 17 повторени  импульсов возбуждени  и параллельно с оптическим приемным устройством 6..

Дл  постройки фазы служит пьезоэлектрический элемент 18 с зеркалом 19 и источником 20 посто нного напр жени .

Дл  повышени  быстродействи  служат блок 21 фазового сравнени  частотных компонент сигнала и аналоговый блок 22 пам ти фазы сигнала.

Объектом исследовани  за вл емого устройства  вились резонансные колебани  объекта 23:

Устройство работает следующим образом .

Луч лазера 1 модулируетс  при помощи электрооптического преобразовател  2, Сигнал модул ции поступает от генератора 16 модулированного сигнала на электрооптический преобразователь 2, далее луч раздел етс  лучерасщепителем 3 на зондирующий и опорный. После лучерасщепител  3 зондирующий луч через оптическую фокусирующую систему 5 фокусируетс  на исследуемый объект.23, возбужда  в нем резонансные колебани . Отраженный от объекта 23 лазерный луч собираетс  оптической системой 5 и с помощью поворотного зеркала 4 направл етс  на оптическое приемное устройство 6, одновременно туда попадает и опорный луч. После приема и усилени  сигнал, несущий информацию о резонансных колебани х образца, попадает на блок-фазочастотного делител  9 частотногр анализатора 8, где происходит разложение в р д Фурье, выдел   амплитудные и фазовые составл ющие сигнала, далее сигналы усиливаютс  многоканальным усилителем 10 и поступают дл  сравнени  с

заданным уровнем в блок 11 сравнени  амплитуды сигнала, где формируетс  сигнал и характеризует вибрационные параметры образца.

Сигнал преобразуетс  в двумер ный сиг- нал и поступает на аналоговый блок 12 пам ти пикового значени  амплитуды сигнала, где происходит запоминание разностных уровней последующего сигнала амплитуды .

С частотного анализатора спектра 8 сигнал пбступает на многоуровневый компаратор 13.

Блок 17 повторени  импульсов возбуждени  формирует сигнал повторени  дл  генератора 16 с изменением длительности импульса, заданной блоком 11 сравнени  амплитуды сигнала дл  генератора 16.

Блок 17 повторени  импульсов возбуж- дени  формирует также сигнал обнулени  дл  фазочастотного делител  9 и команду вызова параметров предыдущего сигнала дл  блока 11 дл  возможности сравнени  с пришедшим сигналом. С блока 14 цветового кодировани  сигнал воспроизводитс  на видеоконтрольном устройстве 15,

Во врем  действи  лазерного импульса дл  предотвращени  перегрузки оптическое приемное устройство 6 закрыто сигналом запрета с генератора 16.

Подстройка фазы опорного сигнала производитс  при помощи системы, состо щей из пьезоэлектрического элемента 18с зе)ркалом 18 и источника 20 посто нного напр жени . Изменение напр жени  на пьезоэлектрическом элементе позвол ет измен ть фазу в пределах 1- nil.

В блоке 21 фазового сравнени  частот- ...х компонент формируетс  сигнал, несущий информацию о вибраци х образца. В аналоговом блоке 22 пам ти фазы сигнала происходит запоминание разностных уровней последующего сигнала амплитуды и фазы,

Оптическое приемное устройство 6 выполнено из системы линз с встроенным фотоприемником .

4

Блок 11 сравнени  амплитуды сигнала может быть выполнен также на двухуровневых компараторах с запоминанием предыдущего сигнала.

Видеоконтрольное устройство 15 представл ет собой цветной монитор.

Дополнение за вл емого устройства последовательно установленными частотным анализатором спектре и многоуровневым компаратором, включенными между широкополосным усилителем и видеоконтрольным устройством, а также новое выполнение частотного анализатор спектра,

лозвол ет повысить точность измерений вибраций объектов.

Claims (2)

1. , Формула изобретени 

   tl. Устройство дл  измерени  парамет- вибраций объектов, содержащее лазер непрерывного облучени  с электрооптическим преобразователем, оптически св зан- нье с ним лучерасщепитель, поворотное зе жало и оптическую фокусирующую систему последовательно соединенные оптическое приемное устройство, предназначенной дл  взаимодействи  с поворотным зе жалом, и широкополосный усилитель, б л эк повторени  импульсов возбуждени , генератор модулированного сигнала, выход которого соединен с входом электрооптиче- ского преобразовател , а входы - с входами оп -ического приемного устройства и блока по ггорени  импульсов возбуждени , и последовательно соединённые блок цветового кодировани  и блок видеоконтрольного устройства, отличающее с   тем; что, с целью повышени  точности, оно снабжено частотным анализатором спектра, выполненным в виде последовательно соединен- ньг.х фазочастотного делител , вход

   ,

   которого соединен с выходом широкополосного усилител , многоканального усилител , управл ющий вход которого соединен с входом блока повторени  импульсов возбуждени , блока сравнени  амплитуд сигна- лов, дополнительный вход которого соединен с вторым выходом блока повторени  импульсов возбуждени , и аналогового блока пам ти типового значени  амплитуды

   сигнала, и многоуровневым компаратором, вход которого соединен с входом аналогового блока пам ти пикового значени  амп- литуды сигнала, а выход - с входом блока цветного кодировани .
2. 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что, с целью повышени  быстродействи , оно снабжено последовательно соединенными блоком фазового сравнени  частотных компонентов сигнала, входы которого соединены с второй группой выходов многоканального усилител , и аналоговым блоком пам ти фазы сигнала, выход которого соединен с вторым входом многоуровневого компаратора.т