RU1805296C - Устройство дл измерени параметров вибрации - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к вибрационным исследовани м и предназначено дл  определени  параметров вибрации . Сущность; возбудитель 1 механических колебаний возбуждает колебани  в исследуемом объекте в диапазоне рабочих частот турбоагрегата. Измерительные датчики 3.1...3 регистрируют колебани  в исследуемом объекте, датчик 12 - датчик частоты регистрирует значение частоты вращени  вибровозбудител , датчик 15 - опорный фазовый датчик формирует импульс в момент прохождени  дебалансов через нулевое значение возбуждающей силы вибровозбудител . Выделенные максимальные значени  амплитуды сигнала и фазового сдвига между опорным фазовым датчиком и каждым из измерительных датчиков, а также значение чистоты возбуждаемых колебаний записываютс  в массивах данных блока 7 управлени . Устройством управлени  производитс  расчет значений динамической податливости и величины фазового сдвига дл  каждого из измерительных датчиков значение частоты, на которой возбуждаютс  колебани , а также осуществл етс  вывод рассчитанных зависимостей в цифровой и графической форме на регистрирующие устройства 21. 5 ил.

Description

Шиг.1

2

Изобретение относитс  к вибрационным исследовани м и предназначено дл  определени  параметров вибрации,

Цель изобретени  - повышение точности определени  значени  собственной резонансной частоты и величины динамической податливости.

В предлагаемом устройстве введение дополнительных канальных масштабных усилителей позвол ет при тарировке измерительных каналов подстраивать коэффициент передачи каждого из каналов с целью корректировки чувствительности датчиков.

Еще одним отличием предлагаемого устройства  вл етс  введение в устройство фазового канала и подключение его к входу измерител  периода и фазового сдвига.

В за вл емом устройстве предлагаетс  ввести дешифратор режима измерени  периода или фазового сдвига в измеритель периода и фазового сдвига и подключить выход блока управлени  на вход дешифратора режима.

На фиг. 1 приведена функциональна , схема устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема измерител  периода и фазового сдвига; на фиг. 3 - положени  валов деба- лансрв механического вибровозбудител  и направлени  воздействи  усилий, развиваемых вибровозбудителем; на фиг. 4 - временные диаграммы работы вибровозбудител , .сигналы, формируемые опорным датчиком фазы, и сигналы с выхода усилител -формировател ; на фиг. 5 - блок-схема алгоритма работы устройства.

Устройство содержит возбудитель 1 механических колебаний,закрепленный в кон- тролируемых точках исследуемой конструкции 2, которые после монтажа турбоагрегата будут  вл тьс  основными источниками вибрации.

Вибропреобразователи 3.1-3.N, устанавливаютс  на продольных ригел х, колоннах и нижней плите фундамента под турбоагрегат, Выходы вибропреобразоватё- лей подключены ко входам пассивных интеграторов 4.1-4.N, в качестве которых использованы пассивные С фильтры нижних частот с частотй среза 1 Гц, дл  получени  информации о перемещении фундамента при воздействии вибрации.

Выходы интеграторов 4.1-4..N подключены к входам канальных масштабных усилителей 5.1-5.N, выходами подключенных к соответствующим входам коммутатора аналоговых сигналов 6, (N + 1) вход которого соединен с первым выходом блока управлени  7, выходом коммутатора аналоговых сигналов соединен с входом масштабного усилител .8. Выход масштабного усилител 

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

8 соединен с первым входом схемы выделени  максимального значени  9, второй вход которого подключен ко второму выходу блока управлени  7.

Выход схемы выделени  максимального значени  9 соединен со входом преобразовател  аналог-код 10, выход которого . подключен к первому входу блока управлени  7, на второй вход которого, подключен выход измерител  периода и фазового сдвига 11, а третий выход блока управлени  7 подключен к третьему входу измерител  периода и фазового сдвига 11, на первый вход которого подключен частотный канал, содержащий датчик частоты 12,устанавливаемый на валу вибровозбудител  1, фильтр 13 и усилитель-формирователь 14, выходом подключённый к первому входу измерител  периода и фазового сдвига 11, на второй вход которого подключен фазовый канал, включающий датчик опорного фазового сигнала 15, установленный на валу вибровозбудител  1, выход которого соединен с входом усилител -формировател  16, выходом соединенный с первым входом фазового детектора 17, на второй вход которого подключен измерительный фазовый канал, который содержит коммутатор аналоговых сигналов 18, п входов которого соединены с выходами вибропреобразовател  3.1-3N, (п + 1) вход коммутатора аналоговых сигналов 18 соединен с четвертым выходом блока управлени  7.

Выход коммутатора аналоговых сигналов соединен со входом усилител -форми- . ровател  19, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора 18., Выход генератора эталонной частоты 20 соединен с четвертым входом измерител  11 периода и фазового сдвига, П тый выход блока управлени  7 соединен с входом регистрирующих устройств 21.

Измеритель периода и фазового сдвига 11 содержит счетчик-блок 22, блок 23 - элемент задержки, блок 24 - формирователь, блок 25 - элемент выбора режима, блок 26, 27 - элементы НЕ, блок 28 - буферный регистр, блок 29 -схема согласовани  уровней ,

На первый вход блока 22 подключен выход блока 20, на второй вход блока 22 - выход блока 23, выходом блок 22 подключен к первому входу блока 28, на второй вход которого подключен выход блока 27. Входы блоков 23 и 24 подключены к выходу блока 17, выход блока 24 - к первому входу блока 25, второй вход которого подключен к выходу блцка 20. Третий вход блока 25 и входв блока 26 подключены к первому выходу блока 7, а выход блока 26 соединен с четвертым

входом блока 25, выход которого соединен с первым входом блока 27. Второй вход блока 27 соединен с вторым входом блока 7, Выход блока 28 соединен с входом блока 29, выход которого подключен к входу блока 7.

Устройство работает следующим образом .

Возбудитель 1 механических колебаний возбуждает колебани  в исследуемом объекте 2. Вибропреобразователи 3.1-3.N (акселерометры ) регистрируют виброскорость в исследуемом объекте 2, сигналы с выходов интеграторов4.1-4.Ы выдают виброперемещение исследуемого объекта. Канальные масштабные усилители 5.1-5.N предназначены дл  корректировки чувствительности датчиков. Коэффициент передачи каждого из усилителей определ етс  при тарировке измерительных каналов. Коммутатор аналоговых сигналов 6 в амплитудном канале последовательно подключает вибропреобразователи на вход масштабного усилител  8. Сигнал Сброс с блока 7 управлени  на вход амплитудного канала подключаетс  первый датчик. Сигнал Следующий датчик с блока управлени  7 производит переключение вибропреобразователей . Масштабный усилитель 8 определ ет коэффициент передачи амплитудного канала и зависит от величины усили  развиваемого вибровозбудителём. Схема 9 выделени  максимального значени  производит фиксирование максимального значени  амплитуды сигнала, затем это значение блоком 10 преобразуетс  в цифровой код и поступает в блок 7, где хранитс  в массиве данных. Сигналом блока управлени  7 схема выделени  максимального значени  9 обнул етс  после измерени  амплитуды сигнала каждого из датчиков.

В частотном канале формируетс  цифровой код, пропорциональный частоте колебаний исследуемого объекта, с выхода частотного датчика 12 синусоидальный сигнал поступает на фильтр 13, где происходит подавление высокочастотных помех линии св зи. Затем на усилителе-формирователе 14 сигнал преобразуетс  в пр моугольную форму с уровнем сигнала, совместимым с уровн ми ТТЛ, далее сигнал поступает на измеритель периода и фазового сдвига 11.

Сигналом управлени  Измеритель периода блока 7 управлени  измеритель периоду и фазового сдвига 11 переводитс  в режим измерение периода. Счетчик 22 производит подсчет числа тактовых импульсов, поступающих с генератора эталонной частоты 20. Запуск счетчика производитс  передним фронтом сигнала поступающего с выхода блока 14. Элемент 23 схема задержки обеспечивает задержку сброса счетчика в исходное состо ние на врем  переписи информации со счетчика в буферный регистр 28 и состэрп ет 120 не. 5Сброс счетчика 22 в исходное состо ние производитс  задним фронтом сигнала, поступающего с выхода блока 14. Элемент 24 предназначен дл  формировани  сигнала Строб переписи. Этот сигнал через элемент

0 25 осуществл ющий переключение режима работы измерител  поступает на вход элемента 27, предназначенный дл  блокировки сигнала Строб переписи на врем  ввода значени  кода буферного регистра 28 в блок

5 7. Элемент 29 необходим дл  преобразовани  кода периода в дополнительный код.

В фазовом канале опорный датчик фазы 15, установленный на валу вибровозбудите- л  формирует импульс в момент перехода

0 значени  усили  вибратора через нулевое значение. На фиг. За-г приведено расположение валов дебаланса вибровозбудител  и значени  усили  развиваемого вибровозбудител  при различных положени х дебалан5 сов, стрелками указано направление вращени  валов дебалансов. На фиг. 4а,б приведены временные диаграммы усили  развиваемого вибровозбудителем момент ti соответ. рис. 36, t2 - Зв, , t 4 - За и

0 сигнала формируемого опорным датчиком фазы. Сигнал опорного датчика фазы формируетс  в момент ц.

Сигнал опорного датчика фазы поступает на усилитель-формирователь 16, в

5 котором преобразуетс  в импульс пр моугольной формы фиг. 4в.

В измерительном канале сигналы вибропреобразователей 3.1-3.N поступают на соответствующие входы коммутатора ана0 логовых сигналов 18, сброс в исходное состо ние которого и последовательное переключение датчиков производитс  сигналами управлени  сброс и следующий датчик блока управлени  7. Усилителем5 формирователем 19 гармонические сигналы преобразуютс  в цифровую форму и поступают на второй вход фазового детектора 17, в котором происходит выделение фазового сдвига, возникающего между опорным дат0 чиком фазы и сигналами каждого из измери- тельных датчиков, расположенных на исследуемом объекте 2. Выделенное значение фазового сдвига поступает на второй вход измерител  периода и фазового сдвига

5 11, который сигналом управлени  измеритель фазового сдвига переводитс  в режим измерени  фазового сдвига. Устройство 11 в режиме измерение фазового сдвига, работает аналогично описанному выше. Сигнал Перепись кода счетчика в буферный

регистр формируетс  по заднему фронту сигнала Ау.

На резонансных частотах в исследуемом объекте происходит изменение величины фазового сдвига. При переходе через резонанс фаза колебаний мен етс  от 0 до л: тем быстрее, чем меньше величина логарифмического декремента затухани  е. На резонансной частоте независимо от величины Ј фазовый сдвиг между возмущающими колебани ми и колебани ми, возникающими в объекте равен 5 . Поэтому по изменению величины фазового сдвига можно судить о приближении к зонам собственных резонансных частот объекта.

Ф о рм-ул а изобретени  Устройство дл  определени  параметров вибрации, содержащее возбудитель механических колебаний, устанавливаемый на объекте, N измерительных датчиков, располагаемых и закрепл емых в контрольных точках объекта, N интеграторов, входы каждого из которых соединены с выходом каждого из N измерительных датчиков, последовательно соединенные М-каналь- ный коммутатор, масштабный усилитель, блок выделени  максимума, преобразователь аналог-код, блок управлени  и регистратор , частотный канал, выполненный в виде последовательно соединенных датчика частоты, фильтра, усилител -формировател  и измерител  периода, генератор эталонной частоты, выход которого соединен с вторым входом измерител  периода, с

третьим входом которого соединен первый выход блока управлени , второй выход которого соединен с управл ющим входом N- канального коммутатора, третий выход - с вторым входом блока выделени  максимума , второй вход - с выходом измерител  периода, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности определени  значени  собственной резонансной частоты и величины динамической податливости,

оно снабжено N масштабными усилител ми , входы каждого из которых соединены с выходом каждого из N интеграторов, выход - с соответствующими входами N-канально- го коммутатора, последовательно соединенными датчиком опорного фазового сигнала, первым дополнительным усилителем-формирователем , фазовым детектором коммутатором аналоговых сигналов и вторым дополнительным усилителем-формирователем , выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, выход которого соединен с четвертым входом измерител  периода, четвертый выход блока управлени  соединен с первым входом коммутатора

0 аналоговых сигналов, второй вход которого соединен с выходами N измерительных датчиков .

22

23

т

к TL

к7 к7

28

29

J(7

25

27

26

Т

Фиг.2

t)

// (faottt)

г)

С А. Ч А )

6Ј0Ј НСХСЛММ АЛннНЯ

(

tXffCSPi $УЈИ7ЈЛ

VCr/t c(ne vfiTOHfSf имени  eut/tfetju- i

JtfffM fr . I

:.ЈЈЈ Aiaut vfiera- ii ,rf;if.- sftiifuea lit-fl (JiSuf-A.

Ыивад  ц anf/Hf/; WQ&Maquu в знв- ylt/uu i/acre/it

#Uf, f