SU1762131A1

SU1762131A1 - Device for vibroacoustic diagnosing on rotor machines

Info

Publication number: SU1762131A1
Application number: SU904880593A
Authority: SU
Inventors: Алексей Борисович Качоровский
Original assignee: А.Б.Качоровский
Priority date: 1990-09-17
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1992-09-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл безразборного контрол технического состо ни роторных машин. Цель изобретени - повышение информативности диагностики путем представлени параметра вибрации в виде модул и фазы вектора колебаний. Устройство содержит первичный вибропреобразователь 1, снабженный согласующим устройством 2 и фильтром сигнала 3, с валом объекта контрол св зан генератор единичных синхроимпульсов 4, выдающий по одному импульсу на каждый оборот вала. Операционный усилитель 12с RC-цеп ми образует интегратор 14, выход которого соединен со входом управлени частотой следовани импульсов перенастраиваемого генератора ПГ 15. Выход ПГ 15 через пересчетное устройство ПУ 16 соединен со вторым входом триггера Тг 6. ПУ 16 имеет выходы на формирователь стробиру- ющих импульсов ФСИ 17, парных импульсов на блок логического управлени БЛУ 18, выход которого соединен со счетным входом распределител тактовых импульсов РТИ 19 блока синхронного детектировани БСД 20. Выход блока БСД 20 представлен анализатором составл ющих вибросигнала АС 21 по ос м пр моугольной системы координат , синхронизированной с вращением вала объекта. Выход соединен с амплитудным детектором АД 22 модул вектора вибрации , соединенным с показывающим прибором 23, а также с выпр мителем симметричных напр жений ВСН 24, выход которого и выход АС 21 подключены на вход формировател управл ющих сигналов ФУС 25, выход которого соединен со входом БЛУ 18. Получаемый врем -импульсный сигнал путем заполнени его импульсами ПГ 15 преобразуетс в ЦИ 33 в информационный сигнал фазы вектора первой гармоники вибросигнала . Применение устройства позвол ет распознавать дефекты на ранних стади х их развити и предотвратить возможность возникновени аварийных ситуаций . 1 з.п. ф-лы, 3 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used for indiscriminately monitoring the technical condition of rotary machines. The purpose of the invention is to increase the diagnostic information content by presenting the vibration parameter in the form of a module and a phase of an oscillation vector. The device contains a primary vibration transducer 1, equipped with a matching device 2 and a signal filter 3, with a shaft of an object of control a generator of single sync pulses 4, issuing one pulse for each rotation of the shaft. The operational amplifier 12c RC circuits form an integrator 14, the output of which is connected to the control input of the pulse frequency of the reclosable generator PG 15. The output of PG 15 is connected to the second input of the trigger Tr 6 through the recalculation device PU 16. The PU 16 has outputs to the gate driver pulses of the FSI 17, paired pulses to the logic control unit of the BLU 18, the output of which is connected to the counting input of the clock distributor of the RTI 19 of the BSD synchronous detection unit 20. The output of the BSD unit 20 presents an analysis torus constituting the vibration speaker 21 to the axes of the rectangular coordinate system synchronized with the rotation shaft of the object. The output is connected to the amplitude detector AD 22 of the vibration vector module connected to the indicating device 23, as well as to the rectifier of the symmetric voltage VSN 24, the output of which and the output of the AC 21 are connected to the input of the control signal generator FUS 25, the output of which is connected to the input of the BLU 18. The resulting time-pulse signal by filling it with pulses PG 15 is converted into DI 33 into the information signal of the phase vector of the first harmonic of the vibration signal. The use of the device makes it possible to recognize defects at the early stages of their development and to prevent the possibility of emergency situations. 1 hp f-ly, 3 ill.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл безразборного контрол технического состо ни роторных машин.The invention relates to a measurement technique and can be used for indiscriminately monitoring the technical condition of rotary machines.

Известно устройство дл виброакустической диагностики роторных машин, содержащее измерительный канал, выполненный в виде последовательно включенных вибропреобразователей, согласующего устройства, фильтра и измерительного устройства, управл ющий канал, выполненный в виде последовательно включенных генератора, фазового детектора , перестраиваемого генератора, блока сравнени и блока индикации частоты.A device for vibroacoustic diagnostics of rotary machines, containing a measuring channel made in the form of sequentially connected vibration transducers, a matching device, a filter and a measuring device, a control channel made in the form of a series-connected generator, phase detector, tunable generator, comparator and frequency display unit .

Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту вл етс устройство дл виброакустической диагностики роторных машин содержащее последовательно соединенные вибропреобрэзопатель, согласующий блок, смеситель, фильтр, опорный генератор, фазовый детектор, перенастраиваемый генератор, делитель частоты , блок сравнени частот, блок индикации и два формировател импульсов, а также триггер, Д-вход которого подключен к выходу первого формировател , С-вход - к выходу второго формировател , а выход подключен к второму входу блока сравнени частот.The closest in technical essence and the achieved effect is a device for vibroacoustic diagnostics of rotary machines containing a serially connected vibrator, a matching unit, a mixer, a filter, a reference generator, a phase detector, a tunable generator, a frequency divider, a frequency comparison unit, a display unit, and two pulse formers as well as a trigger, the D input of which is connected to the output of the first driver, the C input is connected to the output of the second driver, and the output is connected to the second input of the unit Frequency Alignment.

Недостатком этого устройства вл етс отсутствие информации о фазовом угле вектора вибрации (колебаний объекта контрол ), что не дает возможности определить стабильность направлени развити дефекта .A disadvantage of this device is the lack of information about the phase angle of the vibration vector (oscillations of the object of control), which makes it impossible to determine the stability of the direction of development of the defect.

Цель изобретени - повышение информативности диагностики путем определени фазы вектора колебаний. Это дает возможность следить за процессом развити дефекта во вращающихс элементах ро- торных машин в системе координат, синхронно св занной с вращением вала машины, по параметрам фазы и модул вектора вибрации, что позвол ет своевременно принимать решени с необходимости ремонта и исключени аварийных ситуаций.The purpose of the invention is to increase the diagnostic information content by determining the phase of the oscillation vector. This makes it possible to follow the development process of the defect in the rotating elements of the rotor machines in the coordinate system synchronously connected with the rotation of the machine shaft according to the parameters of the phase and the modulus of the vibration vector, which makes it possible to make timely decisions on the need to repair and eliminate emergencies.

Цель достигаетс тем, что устройство дл виброакустической диагностики содержит последовательно соединенные вибропреобразователь , согласующее устройство и фильтр, последовательно соединенные датчик синхроимпульсов, согласующее устройство и формирователь импульсов, последовательно соединенные перестраиваемый генератор импульсов и блок пересчета , рэспределитель тактовых импульсов и блок синхронного детектировани вибросигнала с анализатором его ортогональных составл ющих. При этом оно снабжено последовательно соединенными индикатором, амплитудным детектором модул вектора вибрации, выпр мителем симметричного напр жени , формирователем управл ющих сигналов и блоком логического управлени . В другой цепи управлени частотой перестраиваемого генератора последовательно соединены триггер и интегратор , фазовый анализатор с цифровым индикатором, формирователь стробирую- щих импульсов и анализатор составл ющих вибросигнала. R-вход триггера соединен с выходом формировател импульсов, его S- вход - с выходом блока пересчета, второй выход которого соединен с формирователем стробирующих импульсов, а третий и четвертый выходы - со входами блока логиThe goal is achieved by the fact that the device for vibroacoustic diagnostics contains serially connected vibration transducers, matching device and filter, serially connected sensor of sync pulses, matching device and pulse shaper, serially connected tunable pulse generator and conversion unit, distributor of clock pulses and synchronous vibration detection unit with analyzer orthogonal components. At the same time, it is equipped with series-connected indicators, an amplitude detector of a vibration vector module, a rectifier of a symmetrical voltage, a driver of control signals and a logic control unit. In the other frequency control circuit of the tunable generator, a trigger and an integrator, a phase analyzer with a digital indicator, a gating pulse shaper, and a vibrating signal analyzer are sequentially connected. The R-input of the trigger is connected to the output of the pulse former, its S- input - to the output of the conversion unit, the second output of which is connected to the gate driver, and the third and fourth outputs - to the inputs of the log

ческого управлени , с третьим входом которого соединен выход формировател стробирующих импульсов, четвертый вход - с выходом формировател управл ющих сигналов , а выход-со входом распределител тактовых импульсов.control, the third input of which is connected to the output of the gating pulse generator, the fourth input is connected to the output of the control signaling generator, and the output to the input of the clock distributor.

Четыре выхода распределител такто- пых импульсов соединены со входами блока синхронного детектировани . П тый сиг0 нэльный вход блока синхронного детектировани соединен с выходом фильтра вибросигнала, а выход - со входом анализатора составл ющих вибросигнала, выходы X и У которого соединены соответственно соFour outputs of the clock distributor are connected to the inputs of the synchronous detection unit. The fifth signal input of the synchronous detection unit is connected to the output of the vibration signal filter, and the output to the input of the analyzer of the vibration signal, outputs X and U which are connected respectively to

5 входами выпр мител симметричных напр жений и формировател управл ющих сигналов. Выход перестраиваемого генератора соединен с первым входом фазового анализатора, со вторым входом которого со0 единен второй выход формировател импульсов синхронизации. Выход фазового анализатора соединен со входом цифрового индикатора, а третий вход фазового анализатора - с п тым выходом распределител 5 inputs of the rectifier of symmetrical voltages and the driver of the control signals. The output of the tunable generator is connected to the first input of the phase analyzer, with a second input of which is connected to the second output of the synchronization pulse generator. The output of the phase analyzer is connected to the input of a digital indicator, and the third input of the phase analyzer is connected to the fifth output of the distributor

5 тактовых импульсов.5 clock pulses.

Кроме этого, с целью умножени частоты следовани импульсов синхронизации в N раз в перестраиваемом генераторе, интегратор выполнен в виде операционногоIn addition, in order to multiply the frequency of the synchronization pulses by N times in a tunable generator, the integrator is designed as an operating

0 усилител с двум интегрирующими RC-це- п ми, соедин ющими два входа усилител с двум выходами триггера, и в RC-цепи обратной св зи по инвертирующему входу последовательно с конденсатором включен0 amplifier with two integrating RC circuits connecting two amplifier inputs with two trigger outputs, and in the RC feedback circuit along the inverting input in series with a capacitor on

5 резистор, стабилизирующий переходный процесс автоматического регулировани частоты генератора.5 resistor, stabilizing the transition process of automatic control of the generator frequency.

На фиг.1 приведена структурна схема устройства; на фиг.2 - принципиальна схе0 мэ формировател управл ющих сигналов, соединенного с блоком логического управлени ; ни фиг.З - векторна диаграмма, по сн юща пр инцип определени параметров вектора V « Vy вибрации.Figure 1 shows the block diagram of the device; 2 is a schematic diagram of a control signal generator connected to a logic control unit; Fig. 3 is a vector diagram explaining the principle of determining the parameters of the vibration vector V "Vy.

5На объекте контрол установлен первичный вибропреобразователь 1 - датчик вибрации (ДВ), снабженный согласующим устройством (СУ) 2 и фильтром сигнала (ФС) 3, настроенным по полосу пропускани 5A primary vibration converter 1 is installed on the control object — a vibration sensor (DV) equipped with a matching device (SU) 2 and a signal filter (FS) 3 tuned to the passband

0 частот, необходимых дл анализа технического состо ни объекта. С валом объекта св зан генератор синхроимпульсов - датчик синхроимпульсов (ДС), выдающий по одному импульсу на каждый оборот вала,0 frequency required for the analysis of the technical condition of the object. A sync pulse generator — a sync pulse sensor — is outputted to the object shaft and generates one pulse per shaft rotation.

5 снабженный согласующим устройством (СУ) 5 и формирователем импульсов синхронизации (ФИ) 6. Марка, расположенна на валу объекта, с которой св зан ДС-4, вл етс началом отсчета угловых координат вектора вибрации. Триггер (Тг) 7 посрёдстVL5 equipped with a matching device (SU) 5 and a synchronization pulse generator (FI) 6. The mark located on the shaft of the object with which DS-4 is connected is the origin of the angular coordinates of the vibration vector. Trigger (Tg) 7 in betweenVrds

Claims

At the monitoring object, a primary vibration transducer 1 is installed - a vibration sensor (DV) equipped with a matching device (CS) 2 and a signal filter (FS) 3 tuned to the passband of all the frequencies necessary for analyzing the technical condition of the object. A generator is connected to the object shaft sync pulses - a sync pulses sensor (DC), issuing one pulse per shaft revolution, equipped with a matching device (CS) 5 and a synchronization pulse shaper (FI) 6. The mark located on the shaft of the object to which the DS-4 is connected is the origin of the angular coordinates of the vibration vector. The trigger (Tr) 7 posrodst1762131