Claims (2)
Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быт использовано дл контрол вибрационного состо ни вращающихс деталей, например рабочих лопаток турбокомпрессоров транспортных или стационарных энергетических установок. Параметром, наиболее полно характеризующим вибрационное состо ние ра бочих лопатрк, вл етс виброскорость так как она пропорциональна величине вибрационных напр жений tl. Наибсэлее близким техническим решением к изобретению вл етс устрой-, ство дл измерени виброскорости вращающихс деталей 2, содержащее укрепленный на валу отметчик, первый датчик, расположенный около отметчика , второй датчику расположенный у корневой части лопаток, третий датчик , расположенный около концов лопаток , селектор с переключателем выбора номера лопатки, входы которого подключены к первым двум датчикам, генератор , кнопку сброса, цифровой индикатор и измерительный канал, состо щий из трех ключей, счетчика, схемы равнозначности и сумматора максимума , управл ющий вход первого ключа подсоединен к выходу селектора, управл ющий вход второго ключа подсое-, динён через первый ключ к третьему датчику, вход счетчика подсоединен через второй ключ к выходу генератора меток,а счетный вход сумматора максимума подключен через третий ключ к выходу второго ключа, входы схемы равнозначности подключены к счетчика и к выходу сумматора, максимума, управл ющий вход третьего ключа подсоединен к выходу схеки равнозначности , счетный вход цифрового индикатора подключен к выходу сумматора максимума, а кнопка сброса подключена к входам сброса счетчика, сумматора и цифрового индикатора. Недостатком известного устройства вл етс недостаточна точность измерени контролиЕ уемого параметра, поскольку при определении максимальной виброскорости используютс , фактически , результаты измерени средней скорости движени лопатки, котора определ етс на базе между двум периферийными датчиками. Очевидно, чТо повышение точности путем уменьшени базы возможно лишь в :ограниченных .пределах,- поскольку это уменьшение эффективно только до определенной величины. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени виброскорости вращающихс деталей. Цепь достигаетс тем, что в устройство дл измерени виёроскорости .введены тактовый формирователь, четвертый и п тый ключи, сумматор минимума и схема неравнозначности. Вход тактового формировател подключай к выходу первого ключа, а входы схемы неравнозначности лодсоединены к выходу сумматора минимума и к выходу счетчика. Управл ющий вход четвертог ключа подсоединен к выходу схемы не рав:возначности, а управл ющий вход . ключа подсоединён через четвертый ключ к выходу тактового форми ровател . Входы сумматора минимума подсоединены к кнопке сброса и через п тый ключ - к выходу счетчика, а выход сумматора минимума - к второму счетному входу цифрового индикатора. Такое Выполнение устройства позво л ет определ ть виброскорость рабочи лопатбк по длительности импульсов да чика, установленного в периферийной части лопаток. На чертеже представлена функциональна схема предлагаемого устройства , - . . ;. Схема содержит расположенные окоЛ исследуемого рабочего колеса 1 три импульсных датчика: датчик 2 (у периферийной части лопаток 3), датчик 4 (у корневой части лопаток) .И датчик 5(возле метки б на валу). В схем вхоДЯт также селектор 7 с переключателем , обеспечивающим выбор рабочей лопатки и управление процессом измерёниЙ , первый ключ 8, пропускеиощий сигналы датчика 2, и генератор меток 9, подключенный через второй ключЮ К. счетчику ii, В этом счетчике накап ц ваютс импульсы, количество которы пропоруцирнально длительности импульсов датчика 2. Имеютс также сумматор максимума 12, фиксирующий максимальное значение длительности импуль сов датчика 2, и схема равнозна чности 13, в которой осуществл етс срав нение состо ний разр дов счетчика 11 и 12 и на выходе которой формируетс разрешающий ск-гнал при идентичности этих состо ний. Третий ключ 14 служит дл пропускани имП5 льйов генератора меток 9 в сумматор 12 ПР;И наличии сигнала на его Е зрёшающем входе. Введенный в схему тактовый формирователь 15, который ПОД1 лючен к выходу первого ключа 8, формирует сигнал по заднему фронту И.мпульса периферийного датчика 2. Сумматор 16 обеспечивает фиксацию минимального значени длительности импульса датчика 2, а схема неравнозначности 17 служит дл осуществлени поразр дного сравнени состо ний рчетчика 11 и сумматора минимума 16. При превыщении количества импульсов в сумматоре над накопленным количеством импульсов в счетчик на выходе этой схемы формируетс сигнал, подаваемый на разрешающий вход четвертого .ключа 18. П тый ключ 19 управл ет переносом результата измерени из счетчика 11 в сумматор минимума 16. Кнопка сброса 20 служит дл установки счетчика и сумматоррв в исходное состо ние, а также дл сброса в нулевое состо ние цифрового индикатора 21, имеющего два входа, подключенных к выходам сумматоров максимума и минимума. Принцип действи предлагаемого устройства основан на реализации уравнени .движени вращающейс рабочей лопатки:. lp COpl+ (Ыд1 + ц), (1) ; где ф - угол поворота ротора; углова скорость вращени ротора и колебаний лопатки соответственно А - амплитуда колебаний лопатки; R - радиус рабочего колеса; Ф - начальна фаза. Соответственно максимальна и минимальна окружна скорость лопатки равны:. У„„ w -R+-Aoo, Учитыва , что.Д - зона чувствительности датчика, максимальна и минимальна длительности импульсов на выходе датчика равны соответственно: . . . д Т„ acop1 -Aw. COp-Ri-АоОд Таким образом, дл измерени виброскорости достаточно измерить длительность импульсов датчика 2. Работа устройства происходит следующим образ эм. В исходном состо нии кнопкой сброса 20 устанавливаютс все разр ды сумматора 12 и счетчика И в положение О, а сумматора 16 - в положение . С помощью перек.лючател селектора 7 устанавливают номер контролируемой ло.патки. При работе устройства вь1ходные сигналы датчиков 2,4 и 5 поступают на входы ключа 8 и селектора 7.,- соответственно. При первом измерении (после установки номера, например, к- ой контролируемой лопатки) селектор 7 при поступлении к-го импульса формирует сигнал разрешени , поступаю. . на.ключ 8, который пропускает импульс датчика 2. На врем действи 5 . этого импульса открываетс ключ Ю, пропускаютций импульсы генератора ме ток 9 в счетчик 11. Количество этих импульсов пропорционально длительности импульса датчика 2. Поскольку при первом измерении н выходах схем равнозначности 13 и не равнозначности 17 имеетс , разрешени то через открытый ключ 14 результат первого измерени записываетс в сумматор максимума 12, а по команде тактового формировател 15 через клю чи 18 и 19 обеспечиваетс перенос числа из счётчика 11 в .сумматор ми- нимума 16, Результаты следующих измерений записываютс в сумматор 12 или в сумматор 16 в зависимости от длительности имНульса 2, После кажд го измерени сигналом датчика метки 5 обеспечиваетс установка счетчика 11 в положение О, в результате чего на выходе схемы 13 формируетс Запрет а на выходе схесигнал мы 17 - сигнал .Разрешение . Если при следующем измерении число импульсов в счетчике 11 превысит число, записанное в сумматоре 12, то схема равнозначности 13 своим выходным сигналом откроет ключ 14, раз реша дополнение результата в сумматор 12i Если же после окончани данного измерени число в счетчике 11 меньше зарегистрированного сумматором 16, то на выходе схемы неравнозначности 17 сохранитс сигнал Раз решение ;, вследствие чего при посредстве т.актового формировател 15 и ключей 18 и 19 обеспечиваётс перенос числа из счетчика 11 в су1иматор JL6 . По достижении равенства числа импульсов в счетчике 11 с числом, записанным в сумматоре 16, на выходе схемы Неравнозначности 17 будет сигнал Запрет, исключающий перенос числа из счетчика 11 в сумматор 16. Таким образом, в результате р да измерений в сумматорах 12 и 16 будут зафиксированы, а на цифровом индикаторе зарегистрированы числа, пропорциональные максимальной и минимальной длительност м импульсов датчка 2 (изложенное не распростран етс на случай резонансных колебаний рабочих лопаток). Контроль вибронапр женности рабочих лопаток посредством определени виброскорости позвол ет осуществить замену рабочих лопаток по их фактическому состо нию, что повышает надёжность работы силовых установок в эксплатации. 22 Формула изобретени Устройство дл измерени виброскорости вращающихс деталей, содержащее укрепленный на валу отметчик, первый датчик, расположенный около отметчика, второй датчик, расположенный у корневой части лопаток, третий датчик, расположен ный около концов лопаток, селектор с .переключателем выбора номера лопатки, входы которого подключены к первым двум датчикам, генератор меток, кнопку сброса, цифровой индикатор и измерительный канал , состо щий из трех ключей, счет чика, схемы равнозначности и сумматора максимума, управл ющий вход первого ключа подсоединен -к выходу селектора , управл ющий вход второго ключа подсоединен через первый ключ к третьему датчику, вход счетчика подсоединен через второй ключ к выходу генератора меток, счетный вход сумматора максимума подключен через третий ключ к выходу второго ключа, входы схемы равнозначности подключены к выходу счетчика и к выходу сумматора максимума, управл ющий вход третьего ключа подсоединен к выходу схемы равнозначности , счетный вход цифрового индикатора подключен к выходу сумматора максимума, а кнопка сброса подключена к входам сброса счетчика, сумматора и цифро- : вого индикатора, от ли ч аю щ е ес тем, что, с целью повьшени точности измерени , в устройство введены тактовый формирователь, четвертый и п тый ключи, сумматор минимума и схема неразнозначности, вход тактового формировател подключен к выходу первого ключа, входы схемы неравнозначности подсоединены к выходу сумматора минимума и к выходу счетчика, управл ющий вход четвертого ключа подсоединен к выходу схемы неравнозначности , управл ющий вход п того ключа подсоединен через четвертый кл1 к выходу тактового формировател , входы сумматора минимума подсоединены к кнопке сброса и через п тый ключ - к выходу счетчика, а выход сумматора минимума - к второму счетному входу цифрового Индикатора. Источники информации, :прин тые во внимание при экспертизе 1.Тойбер М.Л. и др. Контроль вибрационного состо ни рабочих лопаток ГТД бесконтактными методами. руды ГосНИИГД, вып.90, М., 1973. The invention relates to measurement instrumentation and can be used to control the vibration state of rotating parts, e.g., blades of transport or stationary power turbo compressors. The parameter that most fully characterizes the vibration state of the working blades, is the vibration velocity, since it is proportional to the magnitude of the vibration stresses tl. The closest technical solution to the invention is a device for measuring the vibration velocity of rotating parts 2, comprising a shaft mounted sensor, a first sensor located near the marker, a second sensor located at the root of the blades, a third sensor located near the ends of the blades, a selector with a switch for selecting the number of the blade, the inputs of which are connected to the first two sensors, a generator, a reset button, a digital indicator and a measuring channel consisting of three keys, a counter, an equal circuit maximum adder, the control input of the first key is connected to the output of the selector, the control input of the second key is connected through the first key to the third sensor, the counter input is connected via the second key to the output of the label generator, and the counting input of the maximum adder is connected through the third the key to the output of the second key, the inputs of the equivalence circuit are connected to the counter and to the output of the adder, the maximum, the control input of the third key is connected to the output of the equivalence circuit, the counting input of the digital indicator is connected to output maximum adder, and the reset button is connected to the reset inputs of the counter, adder and digital display. A disadvantage of the known device is the insufficient accuracy of measurement of the parameter being monitored, since in determining the maximum vibration velocity, in fact, the results of measuring the average speed of movement of the blade, which is determined on the base between two peripheral sensors, are used. Obviously, that an increase in accuracy by decreasing the base is possible only in: limited limits, since this reduction is effective only up to a certain value. The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the vibration velocity of rotating parts. The circuit is achieved by the fact that a clock driver, fourth and fifth keys, a minimum adder and an unequal scheme are entered into the device for measuring the speed of speed. The input of the clock driver is connected to the output of the first key, and the inputs of the unequal circuit are connected to the output of the minimum adder and to the output of the counter. The control input of the quarter key is connected to the output of the circuit not equal: to the value, but to the control input. the key is connected via the fourth key to the output of the clock driver. The inputs of the minimum adder are connected to the reset button and, via the fifth key, to the output of the counter, and the output of the minimum adder to the second counting input of the digital indicator. Such an implementation of the device makes it possible to determine the vibration velocity of the working blade by the duration of the impulses of the sensor installed in the peripheral part of the blades. The drawing shows the functional diagram of the device, -. . ;. The scheme contains three pulse sensors located near the test wheel impeller: sensor 2 (at the peripheral part of the blades 3), sensor 4 (at the root of the blades). And sensor 5 (near the mark b on the shaft). The diagrams also include a selector 7 with a switch, which provides for the selection of a working blade and control of the measurement process, the first key 8, the transmitting signals of sensor 2, and the generator of tags 9 connected through the second key K. counter ii, In this counter, the number of pulses which is proporutional to the pulse duration of sensor 2. There is also an adder of maximum 12, which fixes the maximum value of the duration of the pulses of sensor 2, and an equivalence circuit 13, in which the discharge state of counter 1 is compared 1 and 12, and at the output of which a resolving signal is generated when these conditions are identical. The third key 14 is used to pass the signal generator 9 of the generator 9 to the adder 12 PR; And the presence of a signal at its E major input. The clock driver 15 entered into the circuit, which is connected to the output of the first key 8, generates a signal on the falling edge of the I. pulse of the peripheral sensor 2. The adder 16 fixes the minimum value of the pulse duration of the sensor 2, and the unequalness circuit 17 serves to perform a one-to-one comparison The meter’s counter 11 and the minimum adder 16. When the number of pulses in the adder exceeds the accumulated number of pulses into the counter, the output of this circuit generates a signal applied to the resolving input key 18. The fifth key 19 controls the transfer of the measurement result from the counter 11 to the minimum adder 16. The reset button 20 serves to set the counter and the totalizer to its original state, as well as to reset the digital indicator 21, which has two input connected to the outputs of the adders maximum and minimum. The principle of operation of the proposed device is based on the implementation of the equation of the motion of the rotating working blade :. lp COpl + (Id1 + q), (1); where f is the angle of rotation of the rotor; the angular velocity of rotation of the rotor and the oscillations of the blade, respectively, A - the amplitude of the oscillation of the blade; R is the radius of the impeller; Ф - initial phase. Accordingly, the maximum and minimum circumferential speed of the blade are equal: At „„ w -R + -Aoo, Considering that. E is the sensor's sensitivity zone, the maximum and minimum pulse durations at the output of the sensor are respectively:. . . d T „acop1 -Aw. COp-Ri-AoD Thus, to measure the vibration velocity, it is sufficient to measure the duration of the pulses of sensor 2. The device operates as follows. In the initial state, the reset button 20 sets all bits of the adder 12 and the counter I to the O position, and the adder 16 to the position. Using the selector switch 7, set the number of the controlled locking film. When the device operates, the input signals of the sensors 2.4 and 5 are fed to the inputs of the key 8 and the selector 7., - respectively. At the first measurement (after setting the number, for example, of the controlled blade), the selector 7, when the k-th pulse arrives, generates a resolution signal, I enter. . On switch 8, which transmits a pulse of sensor 2. For the duration of action 5. This pulse opens the key Yu. The generator pulses the current 9 into counter 11. The number of these pulses is proportional to the pulse duration of sensor 2. Since during the first measurement on the outputs of the equivalence circuits 13 and non-equivalence 17 there are resolutions, then through the public key 14 the result of the first measurement is recorded in the maximum adder 12, and at the command of the clock driver 15 through the keys 18 and 19 the number is transferred from the counter 11 to the minimum adder 16, the results of the following measurements are recorded in the adder 12 or in the adder 16, depending on the duration of the pulse 2. After each measurement by the sensor signal of the tag 5, the counter 11 is set to the O position, as a result of which the output of the circuit 13 is formed. The output 17 is blocked. If during the next measurement the number of pulses in the counter 11 exceeds the number recorded in the adder 12, then the equivalence scheme 13 opens the key 14 with its output signal, solving the addition of the result in the adder 12i If after this measurement the number in the counter 11 is less than the end of the adder 16, then, at the output of the unequal circuit 17, the signal B is saved; the solution, resulting in the transfer of the number from the counter 11 to the actuator JL6 via the tact generator 15 and the keys 18 and 19. Upon reaching the equality of the number of pulses in the counter 11 with the number recorded in the adder 16, the output of the Inequality 17 circuit will be a Ban signal, which excludes the transfer of the number from the counter 11 to the adder 16. Thus, as a result, a number of measurements in the adders 12 and 16 will be fixed , and numbers proportional to the maximum and minimum pulse durations of sensor 2 are recorded on the digital indicator (this does not apply to the case of resonant oscillations of the blades). Controlling the vibrating strength of the working blades by means of determining the velocity of vibration allows the replacement of the working blades according to their actual condition, which increases the reliability of the power plants in expaturation. 22 The claims of the device for measuring the vibration velocity of rotating parts, comprising a marker mounted on the shaft, a first sensor located near the marker, a second sensor located at the root of the blades, a third sensor located near the ends of the blades, a selector with a blade number selector switch, inputs which are connected to the first two sensors, a tag generator, a reset button, a digital indicator and a measuring channel consisting of three keys, a counter, a equivalence circuit and a maximum adder, The first key input is connected to the output of the selector, the control input of the second key is connected via the first key to the third sensor, the counter input is connected via the second key to the output of the tag generator, the counting input of the maximum adder is connected via the third key to the output of the second key, the equivalence circuit inputs connected to the output of the counter and to the output of the maximum adder; the control input of the third key is connected to the output of the equivalence circuit; the counting input of the digital indicator is connected to the output of the maximum adder, and The reset cable is connected to the reset inputs of the counter, adder and digital: indicator, which is indicated by the fact that, in order to improve the measurement accuracy, a clock driver, a fourth and fifth keys, a minimum adder and an ambiguity circuit are entered into the device , the clock driver input is connected to the output of the first key, the inequality circuit inputs are connected to the output of the minimum adder and to the counter output, the control input of the fourth key is connected to the output of the inequality circuit, the control input of the fifth connecting key ene TL1 through the fourth to the output of the clock shaper, the minimum adder inputs are connected to the reset button and via a fifth key - to the output of the counter, and the output of the adder minimum - to the count input of the second digital indicator. Sources of information: taken into account during the examination 1.Tuiber M.L. et al. Vibration control of GTE working blades by contactless methods. ores GosNIIGD, vyp.90, M., 1973.
2.Авторское свидетельство СССР 236827. кл. G 01 М 13/00, 1969.2. Authors certificate of the USSR 236827. cl. G 01 M 13/00, 1969.