SU1527493A1

SU1527493A1 - Ультразвуковой измеритель виброперемещений

Info

Publication number: SU1527493A1
Application number: SU874335446A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Мартьянов; Леонид Михайлович Кустов
Original assignee: Горьковский государственный университет им.Н.И.Лобачевского
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1989-12-07

Abstract

Изобретение относитс к области измерений механических колебаний, в частности к измерител м параметров вибрации (перемещени ) поверхности объекта. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени путем исключени погрешности, вызванной медленным перемещением объекта. В качестве источника информации о виброперемещении поверхности используетс разность фаз между излучаемым (опорным) и прин тым ультразвуковыми сигналами. Медленно мен ющийс сигнал, обусловленный паразитным перемещением вибрирующей поверхности, с выхода фазового детектора выдел етс фильтром низкой частоты и подаетс на управл емый фазовращатель, который измен ет фазу опорного сигнала, компенсиру тем самым паразитное изменение фазы. 3 ил.

Description

Изобретение относитс к области измерений механических колебаний, в частности к измерител м параметров вибрации (перемещени ) поверхности объекта, наход щегос в жидкой среде с использованием звуколокации.

Цель изобретени - повышение точности измерени путем исключени погрешности , вызванной медленным перемещением объекта.

На фиг. 1 приведена блок-схема измерител ; на фиг. 2 - конструкци блока ультразвуковых преобразователей; на фиг. 3 - схема управлени .

Ультразвуковой измеритель виброперемещений содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, усилитель 2 мощности, излучающий преобразователь 3, который излучает ультразвуковые сигналы в сторону вибрирующей поверхности 4, последовательно соединенные приемный преобразователь 5, резонансный усилитель 6, формирователь 7, управл емый делитель 8, фазовый детектор 9, фильтр 10 низкой

частоты и индикатор 11, последовательно соединенные управл емый фазовращатель 12, вход которого соединен с вторым выходом задающего генератора 1, формирователь 13 и управл емый делитель 14, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора 9, последовательно соединенные фильтр 15 низкой частоты, вход которого соединен с выходом фазового детектора 9, и усилитель 16 обратной св зи , выход которого соединен с вторым входом фазовращател 12, и схему 17 управлени , первый выход которого соединен с вторым входом усилител 16 обратной св зи , а ее второй выход - с вторыми входами управл емых делителей 8 и 14.

Блок ультразвуковых преобразователей состоит из приемного и излучающего преобразователей 3 и 5, закрепленных непосредственно на концах кабелей 18, которые прижимом 19 закреплены в корпусе 20. Отверстие 21 служит дл креплени блока.

Схема 17 управлени состоит из последовательно соединенных програ.ммного уст (Л

с

СП

Is:

4:

СС

ОС

3

ройства 22, гхемы 23 совпадени , запоминающего устройства 24 и схемы 25 совпадени и ждущего мультивибратора 26, выход которого соединен с вторыми входами схем 23 и 25 совпадени и запоминающего устройства 24. Второй и третий выходы запоминающего устройства 24 вл ютс первым и вторым выходами схемы 17 управлени соответственно. В автоматическом режиме работы в качестве программного устройства может быть использована ЭВМ.

Устройство работает следуюпи1м образом.

Вырабатываемый генератором 1 сигнал усиливаетс усилителем 2 мощности и поступает на излучающий преобразователь 3. Отразивп ить от вибри)ующей поверхности 4, сигна/1 поступает на п)с, 1едовательно соединенные приемный преобразователь 5, резонансный усилипе. п. fi, формирователь 7 и делитель 8. В цепи сигнал усиливаетс , стандартизируетс его амплитуда, измен етс частота. Коэффициент делени делител 8 определ етс выбранным диапазоном чувствительности. Опорный сигнал от задающего генератора I поступает на последовательно соединенные управл е.мый фазовращатель 12, формирователь 13, делитель 14 частоты. Коэффициент делени частоты задаетс схемой 17 управлени . Кодова комбинаци коэффициента делени набираетс в программном устройстве 22 - кодовый переключатель, и с помощью ждуп1его мультивибратора 26 через схемы 23 и 25 совпадени заноситс в запоминающее уст- юйство 24. Тем самым измен етс коэф фициент делени де.иггел и соответственно усиливаетс диапазон чувствительности прибора , который определ етс требовани ми при измерении.

После делителей 14 и 8 частоты сиг - нал поступает на фазовый детектор 9, где вырабатываетс напр жение, величина и знак которого пропорциональны величине и знаку смещени исследуемой поверхности. Фильтр 10 низкой частоты отфильтровывает высокочастотные составл ющие, имеющиес в выходном сигнале фазового детектора 9, и полезный сигнал с выхода фильтра 10 поступает на индикатор 1,1. В случае, когда рассто ние между вибрирующей поверхностью и датчиком измен етс , по вл етс соответствующий изменению фазовый сдвиг, который на выходе фазового детектора 3 вызывает по вление соответствующего по знаку и величине напр жени Это напр жение выдел етс фильтром 15 низкой частоты и через усилитель 16 обратной св зи поступает на управл емый фазовращатель 12. Таким образом, фаза опорного сигнала измен етс на вели1527493

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

чину, соответствующую возникшем; в прин - то.м сигнале фазовому сдвигу. С помощью этой же схемы по ко.маиде со схемы 17 управлени осуществл ютс установка нул фазового детектора и включени усилител 16 обратной св зи. Возможность выключени усилител 16 необходима дл измерени медленных перемещений исследуемой поверхности независимо от измерени ее вибрации.

Конструкци блока ультразвуковых преобразователей , приведенна на фиг. 2, выполнена так, чтоб1)1 избежать образовани сто чей волны. Это обеспечиваетс тем, что передн часть корпуса 20 не параллельна исследуемой поверхности (не перпендикул рна направлению из.пучени ). Исключение акустической нав(дки дсп-тигаетс тем, что приемный преобразова le. iij 5 находитс в тени оправки излучающего преобразовател 3, а поверхиосгиа акустическа волна до приемного преобразовател не доходит из-за большого затухани на элементах датчика.

Таким образом, прелла ае.мое устройство может бытъ использовп;) дл измерени параметров вибрации поверхности в жидкости с необходи.мой чувс1 вительностью 10см и точностью в случае перемеп1сни исследуемой вибрирующс й поверхности относительно датчика.

Claims

Формула изобретени

,,тьтразвуковой измеритель виброперемещений объекта, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, уси- .литель МОП1НОСТИ и из.тучаюпшй преобразователь , последовательно соединенные прини- .мающий преобразовате.ть, резонансный усилитель , первый формирователь, первый управл емый делитель, фазовый детектор, фильгр низкой частоты и индикатор, последовательно соединенные второй формирователь и второй управл емый делитель, выход которого соединен с вторым входо.м фазового детектора, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени путем исключени погрешности, вызванной медленным перемещением объекта, он снабжен последовательно соединенными вторым фильтром низкой частоты, вход которого подключен к выходу фазового детектора , усилителем обратной св зи и фазовращателем , второй вход которого подключен к второму выходу задающего генератора , а выход - к входу второго формировател , и схемой управлени делител ми , первый выход которого соединен с вторым входом усилител обратной св зи, а ее второй выход - с вторыми входами первого и второго уп1)авл емых делителей.

do

/J

12

/

16

8

-

f

Ф//г

/5

/TV

/

11

fULB.I

/

Шиг.З