SU1765769A1

SU1765769A1 - Устройство дл бесконтактного измерени частоты вращени роторных машин

Info

Publication number: SU1765769A1
Application number: SU904813783A
Authority: SU
Inventors: Евгений Васильевич Горюнов; Михаил Олегович Гвоздев
Original assignee: Нижегородский институт инженеров водного транспорта
Priority date: 1990-04-16
Filing date: 1990-04-16
Publication date: 1992-09-30

Abstract

Использование: измерительна техника , измерение частоты бесконтактным способом . Сущность изобретени : устройство содержит микрофон 1, усилитель 2, фильтр верхних частот, смеситель 4, фильтр 5 нижних частот, амплитудный детектор 6, амплитудный дискриминатор 7, интегратор 8, перестраиваемый генератор 9, частотомер 10. 2 ил.

Description

. Л

Фиг 1

xj О СЛ

XI Оч

ю

Изобретение относитс к средствам контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл измерени бесконтактным путем частоты вращени роторных машин, например турбокомпрес- соров дизелей.

Известно устройство дл бесконтактного измерени частоты вращени турбокомпрессора , содержащее магнитный замыкатель , индуктивный датчик, усилитель, формирователь, импульсный счетчик 1.

Недостатком устройства вл ютс больша трудоемкость при установке магнитного замыкател и индуктивного датчика на объекте, а также узкие функциональные возможности использовани , так как большинство конструкций турбокомпрессоров не обеспечивает требуемой контролепригодности .

Наиболее близким по технической сущ- ности вл етс устройство дл бесконтакт- ного измерени частоты вращени роторных машин, содержащее последовательно соединенные микрофон, усилитель, смеситель, выход которого соединен с вхо- дом фильтра нижних частот, выход которого соединен с входом амплитудного детектора , перестраиваемый генератор, выход которого соединен с вторым входом смесител , регистратор 2.

С помощью этого устройства регистрируют спектрограмму шума машины и определ ют роторную частоту.

Недостатком устройства вл етс низка точность при большой девиации контро- лируемой частоты вращени .

Целью изобретени вл етс повышение точности измерений.

Цель достигаетс тем, что в устройство дл бесконтактного измерени частоты вра- щени роторных машин, содержащее по- cлeдoвateльнo соединенные микрофон и усилитель, двухвходовой смеситель, выход которого подсоединен через фильтр нижних частот к входу амплитудного детектора, ча- стотомер, перестраиваемый генератор, выход которого подключен к первому входу смесител и частотомеру, дополнительно введены фильтр верхних частот и последовательно соединенные амплитудный диск- риминатор и интегратор, при этом выход усилител через фильтр верхних частот подсоединен к, второму входу смесител , а выход амплитудного детектора подсоединен к входу амплитудного дискриминатора, при- чем вход перестраиваемого генератора подключен к выходу интегратора.

На фиг. 1 представлена структурна схема устройства; на фиг. 2 даны временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Устройство содержит микрофон 1, усилитель 2, фильтр 3 верхних частот, смеситель 4, фильтр 5 нижних частот, амплитудный детектор 6, амплитудный дискриминатор 7, интегратор 8, перестраиваемый генератор 9, частотомер 10. Выход микрофона 1 соединен последовательно через усилитель 2, фильтр 3 верхних частот с первым входом смесител 4, выход которого соединен последовательно через фильтр 5 нижних частот, амплитудный детектор 6 с входом амплитудного дискриминатора 7. Выход амплитудного дискриминатора 7 соединен с входом интегратора 8, выполн ющего функцию элемента, управл ющего перестраиваемым генератором. Выход интегратора 8 соединен с управл ющим входом перестраиваемого генератора 9, выход которого соединен с вторым входом смесител 4 и входом частотомера 10.

Устройство работает следующим образом . При измерени х частоты вращени , например по лопаточной частоте турбокомпрессора , микрофон 1 устанавливают вблизи воздухозаборной части. Аэродинамический шум, сопровождающий работу турбокомпрессора, преобразуетс с помощью микрофона 1 в электрический сигнал , который усиливаетс усилителем 2 и поступает на вход фильтра 3 верхних частот. С выхода фильтра верхних частот сигнал, содержащий шумовую составл ющую и периодическую составл ющую, частота которой пропорциональна измер емой скорости вращени , поступает на один из входов смесител 4 (фиг. 2а). При запуске с момента t to напр жение, мен ющеес по линейному закону от времени, с выхода интегратора 8 поступает на управл ющий вход перестраиваемого генератора 9 (фиг. 26). Закон изменени частоты перестраиваемого генератора 9 аналогичен закону изменени напр жени на его управл ющем входе (фиг. 2в). С выхода перестраиваемого генератора 9 сигнал с частотой, линейно измен ющейс во времени, поступает на другой вход смесител 4. Вследствие инерционности фильтра 5 нижних частот и амплитудного детектора 6 сигнал на его выходе имеет временную задержку At относительно сигнала на выходе смесител 4. Через врем задержки после совпадени частоты генератора fr с лопаточной частотой fn турбокомпрессора на выходе фильтра 5 нижних частот имеем сигнал с нулевой разностной частотой, а через врем А т на выходе амплитудного детектора 6 получим максимальный отклик сигнала, затем амплитуда сигнала будет уменьшатьс (фиг. 2г).3а врем A t частота fn генератора 9 превысит лопаточную на величину A f. После получени максимального отклика сигнала на входе амплитудного детектора срабатывает амплитудный дискриминатор 7 и сигнал вы- сокого уровн с его выхода поступает на вход интегратора 8 (фиг. 2д). По этому сигналу напр жение на выходе управл ющего элемента начинает линейно уменьшатьс во времени, вследствие чего уменьшаетс частота перестраиваемого генератора 9. Амплитуда сигнала на выходе амплитудного детектора 6 начинает возрастать, при этом лопаточна частота f л вследствие инерционности схемы превы- сит частоту генератора fr2 на величину Af. После прохождени минимальной амплитуды сигнала на выходе детектора 6 вновь срабатывает амплитудный дискриминатор 7 и по его сигналу низкого уровн формирует- с линейно возрастающее во времени напр жение на выходе интегратора 8, а частота генератора 9 начинает возрастать, и цикл работы устройства повтор етс . Таким образом, частота перестраиваемого ге- нератора 9 качаетс около лопаточной частоты.

Отсчет измеренной лопаточной частоты турбокомпрессора по показани м частотомера производитс по формуле fn -

fri + fr2 и

--. Частота вращени турбокомпрессора ft fn/m, где т - число лопаток его рабочего колеса.

Изобретение позвол ет многократно сократить врем измерений и повысить точность , снизить погрешность измерени частоты турбокомпрессора до 0,1-0,5%, повысить возможности контрол , обеспечить возможность диагностировани дизельных двигателей по параметрам частоты вращени турбокомпрессора на переменных режимах.

Claims

Формула изобретени Устройство дл бесконтактного измерени частоты вращени роторных машин, содержащее последовательно соединенные микрофон и усилитель, двухвходовой смеситель , выход которого подсоединен через фильтр нижних частот к входу амплитудного детектора, частотомер, перестраиваемый генератор, выход которого подключен к первому входу смесител и входу частотомера, отличающеес тем, что, с целью повышени точности, оно дополнительно содержит фильтр верхних частот и последовательно соединенные амплитудный дискриминатор и интегратор, при этом выход усилител через фильтр верхних частот подсоединен к второму входу смесител , а выход амплитудного детектора подсоединен к входу амплитудного дискриминатора, причем вход перестраиваемого генератора подключен к выходу интегратора.

°,

Л lAMMMiW- WWWvWv7

Фиг.