SU812191A3 - Устройство дл контрол механи-чЕСКОгО шуМА уСТАНОВКи - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к акустике и предназначено дл  контрол  механического шума. Известно устройство дл  контрол  механического шума установки, содержащее последовательно включенные чувствительный элемент, предусилител зар да и активный полосовой фильтр и компараторы 11 . Недостатком этого устройства  вл етс  его чувствительность к помехам , так как в нем выходной сигнал по вл етс  в тот момент, когда этот сигнал превысит заданное значение. Это может приводить к ложным срабатывани м от сигналов помех, которые возникли не в самой установке. Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости путем автоматического согласовани  параметра срабаты вани  с посто нно измен ющимс  основ«ым уровнем шума установки и одно временного подавлени  импульсных по мел. Указанна  цель достигаетс  тем, что-устройство снабжено последовател но соединенными выпр мителем со сглаживающим звеном, усилителем с регулируемым коэффициентом усилени  сигнализатором предельного значени  второй вход которого соединен с выходом полосового фильтра, а к его выходу последовательно подсоединены электронный счетчик, декодирующий и запоминающий блоЛи, а выход и вход счетчика соединены между собой через блок дл  возврата в исходное состо ние . При этом сигнализатор предельного значени  состоит из последовав тельно соединенных операционного усилител , инвертирующий вход которого соединен с уЪилителем.с задаваемым коэффициентом усилени  и электронного триггера выход которого соединен с входом электронного с 1етчика.Кроме того триггер имеет регулируемый гистерезис , а блок возврата в исходное состо ние состоит из последовательно соединенных мультивибратора с задаваемой длительностью импульса и импульсного датчика, импульсный датчик выполнен в виде ждущего мультивибратора , причем мультивибратор снабжен резистивно-емкостным звеном, устанавливающим длительность импульса. На фиг. 1 представлена функциональна  схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - упрощенна  схема устройства , на фиг. 3 - крива  сигнала на выходе активного полосового фильтра.

на фиг. 4 - форма выходного сигнала блока дл  возврата в состо ние , нф фиг. 5 - форма выходного сигнала сигнализатора предельного значени , на фиг. 6 - форма кривой на выходе запоминающего блока.

Устройство содержит последовательно включенные чувствительный элемент .1, предусилитель 2 зар да и активный полосовой фильтр 3, через узловую .точку 4 соединенный с выпр мителем 5, со сглаживающим звеном, состо5пцим из конденсатора ё и резистора 7, с усилителем 8 с регулируемым коэффидиентом усилител , с сигнализатором 9 предельного значени , второй вход которого соединен с выходом полосового фильтра 3, третий - с узловой точкой io, а к его выходу последовательно подсоединены электронный -счетчик 11, выход и вход которого соединены между собой через блок 12 дл  возврата в исходное состо ние, декбдируюищй 13 и запоминаххций 14 блоки. Выход электрического счетчика 11 соединен с входам блока 12 дл  возврата в исходное состо ние через диод 15, а с входом запоминающего блока - через диод 16 в точке 17. Выход запоминающего блока обозначен точкой 18.

Выпр митель 5 состоит из операционого усилител  19 с входным резистором 20, в обратную св зь которого включен диод 21, а выход через резистор 22 и диод 23 соединен с входом . Точка соединени  диода 23 и резистора 22 соединена с включенными в обратную св зь последовательно соединенными резисторами 24 и 25. Выпр митель содержит подсоединенное к выходу сглаживающее звено, состо щее из операционного усилител  26 с включенными с обратную св зь конденсатором 6 и резистором 7.

Регулируе1 влй усилитель 8 содержит ВХОДНОЙ резистор 27 и регулируеАшй резистор 26 в цепи обратной св зи , выход регулируемого усилител  через резистор 29 подсоединен к инвертируемому входу .операционного усилител  30, вход которого подсоединен к узловой точке 4 через резистор 31, а в цепь обратной св зи включен резистор 32, с выхода которого через резистор 33 сигнал поступает на электронный триггер 34, выполненный с регулируемым гистерезисом с выходом 35 и резистором 36 с диодом 37 в цепи обратной св зи, выход которого соединен с входом электронного счетчика 11.

Декодирукхций блок 13, включающий в себ  электронную схему совпадени  38, включен на вход вентил  39, включенного крест накрест с вентилем 40 запоминающего блока 14. :

Устройство возврата в исходное состо ние состоит из поеледовательно включенных мультивибратора 41 с задаваемой длительностью импульса с резистором 42 и конденсатором 43, и импульсного датчика, выполненного в виде ждущего мультивибратора 44, выход которого через инвертирукнций каскад 45 и диод 15 подсоединен к входу счетчика 11. Ждущий мультивибратор 44 снабжен резистивно-емкостным звеном, состо щим из резистора 46 и конденсатора 47. Вывод 48 через резистор 49 соединен с точкой соединени  резисторов 29 и 31 усилител  30. Точка 50соединена с плюсом источника питани  устройства.

Устройство работает следующим образом . Измер емый механический шум воздействует на чувствительный элемент 1. Сигнал с чувствительного элемента 1 через предусилитель 2 зар да , а также активный полосовой фильт 3 через узловую точку 4 поступает на выпр митель 5 и через него на усилитель 8 с peгyлиpye adм по посто нно устанавливае1юлм коэффициентам усилени  и дсшее на сигнализатор 9 предельного значени , на второй вход которого также подаетс  сигнал с узловой точки 4. В зависимости от знака разности между усиленным . средним и измер емой величиной сигнализатор 9 формирует счетные импульсы , которые подаютс  на электронный счетчик 11 и в блок 12 дл  возврата электронного счетчика 11 в исходное состо ние. .

Сигналы с электронного счетчика 11 поступают на вход декодирующего блока 13, который формирует выходной сигнал, поступающий в запоминающий блок 14. Сигнал с блока 12 через диод 15 поступает на вход Сброс электронного счетчика 11. Сброс электронного счетчика 11 производитс  через диод 16 также при возврате запоминающего блока 14 в исходное состо ние через точку 17. Выходной сигнал устройства снимаетс  с точки 18.

При каждой отрицательной полуволне измер емой величины, превышающей выходное напр жение усилител  8, сигнализатор 9 предельного значени  формирует положительный импульс, поступакнций на вход электронного счетчика 11. При достижении числа импульсов величины, заданной декодирующим блоком 13, срабатывает запоминающий блок 14 и на его выходе в точке .18 по вл етс  выходной сигнал. Сигнал с выхода сигнализатора 9 предельного значени  подаетс  одновременно на блок 12 возврата в исходное состо ние , который по истечении заданного времени возвращает злектронный счетчик 11 в исходное состо ние. С помощью входного полосового фильтра 3 отфильтровываютс  промышленные помехи.

Выпр митель 5 работает по двухполупериодной схеме. На резистор 24 через усилитель 19 и диод 23 пос .пает отрицательна  полуволна входного переменного напр жени . Одновременно на вход усилител  26 через резистор 25 подаетс  входное напр жениё . Выходной сигнал сглаживаетс  резистором 7 и конденсатором 6, Образующим обратную св зь операционного усилчтел  26, на .выходе которо го по вл етс  среднее значение напржени  и измер емой величины. Это напр жение через резистор 27 подаетс  на регулируемый усилитель 8, коэффициент усилени  которого устанавливаетс  с помощью регулируемого резистора 28, которым заДают пределное значение отношени  сигнал/помеха . Выходной сигнал усилител  8 через резистор 29 подаетс  на вход усилител  30, на который через резистор 31 подаетс  сигнал с узловой точки 4. Суммарный сигнал через резистор 33 поступает на электронны триггер 34, гистерезис которого задаетс  резистором 36 с диодом 37 в цепи обратной св зи.

Счетные импульсы.напр жени  Ujj с выхода 35 через выходы электронного счетчика 11 (а - и) поступают на входы (х, у) электронной схемы совпадени  38 декодирующего блока 13 и через нее при достижении заданного числа импульсов через вентиль 39 запоминающего блока 14 по вл ютс  на его выходе в точке 18.

Выходной сигнал сигнализатора 9 предельного значени  подаетс  также , на блок 12 дл  возврата в исходное состо ние, содержащий, мультивибратор 41, длительность импульса которого устанавливают с помощью резистивно-емкостного звена, состо щего из резистора 42 и конденсатора 43. Другой ждущий мультивибратор 44 служит в качестве импульсного датчика, к выходу которого дл  изменени  пол рности сигнала подключен электронный инвертирующий каскад 45. Через точку 17, служащую дл  гашени  сигнала на выходе (точка 18), можно осуществл ть возврат в исходное состо ние электронного счетчика 11, блока возврата в исход ное состо ние и запоминающего блока 14 .По заданному фронту выходного импульса мультивибратора 41 подключанный ждущий мультивибратор 44 выдает короткий импульс. Следовательно , первый мультивибратор 41 служит в качестве звена задержки с задаваемым временем задержки. С помощью выходного импульса 0.44 ждущего мультивибратора 44 через инвертирующий каскад 45 и разв зывающий диод 15 электронный счетчик 11 сбрасываетс  на нуль. Это сбрасывание на нуль

электронного счетчика 11 осуществл етс  всегда по истечении времени задержки, задаваемого с помощью резистора 42, после того, как измерема  величина Цд. паразитного сигнала превысит пороговое значение ид. Врем  задержки может составл ть, например, 2 - 5 мс.

На вход усилител  30 можно также подавать положительное напр жение служащее дл  блокировки сигнализатора 9 предельных значений. Это напр жение блокировки подводитс  через вывод 48 и резистор. 49. Оно блокирует сигнализатор 9-предельного значени  и этим самым практически отключает контрольное устройство, если, например, приходитс  ожидать действующие кратковременно промышленные помехи в виде паразитных сигналов, частота которых находитс  в диапазоне частот, Включаемых системой контрол .

Дл  декодировани  входы х и у соедин ют с выходами а-и электронного счетчика 11. Если сигналы на входах X и у положительны, то электронна  схема совпащени  38 на-выходе выда ,ет сигнал нижнего уровн . Можно также соединить один из выходов а-у точкой 50, Наход щейс  под положительным потенциалом. В этом случае дл  входа у потребуетс  всего лишь один сигнал верхнего уровн , чтобы на точке 18 системы по вилс  сигнал тревоги. Так как выходы соответствуют различным разр дам электронного счетчика 11, то путем выбора соответствующих соединений можно определ ть почти все числа импульсов в заданном диапазоне чисел, например, между 1 и 15, которые должны приводить к по влению сигнала на выз5оде в точке 18. .

На фиг. 3 показаны измер ема  величина U4 и среднее значение U , а также предельное значение ид за промежуток времени t. С помощью регулируемого резистора 28 выбирают предельное значение Од, которое должно быть меньше паразитного сигнала. -Это предельное значение U устанавливают например, на п тикратнуюю величину среднего значени  U , вы даваемого выпр мителем 5 посто нного напр жени , как показано на диаграмме штриховыми лини ми.

Claims (6)

1. В момент времени tg амплитуда измер емой величины и на входе усилител  8 значительно меньше заданного предельного значени  13д. В момент, времени ц паразитный сигнал в виде затухающего колебани , которое может быть вызваночпри включениисилового выключател  в виде переходного процесса полосового фильтра 3, превышает предельное значение Уд и сигнализатор 9 предельного значени  формирует счетный импульс на выходе 35 в виде сигнала верхнего уровн , который увеличивает пока зание эдэектронного счетчика 11 на единицу и запускает блок 12 возврата в исходное состо ние. Следующа  отрицательна  полуволна в момент вр мени t/j выдел ет еще один импульс, в то врем ,, как следующие амплитуды уже меньше заданного предельного зн чени  UA , По истечении времени задержки Т, установленного с помощью резистора 42, в момент времени t, как показа на фиг. 4, осуществл етс  возврат электронного счетчика 11 в исходное сюсто ние с помощью импульса ждущего мультивибратора 44 через ин вертирующий каскад 45. Среднее значение воздействи  кратковреме ного паразитного импульса практичес ки не измен етс . Следовательно, преимущество предлагаемого устройст ва, состоит в том, что предельное значений Од автоматически согласуетс  с измерением среднего значени  U . Если, например, в момент време ни tj среднее значение Un повыситс , то соответственно повыситс  и предельное значение Кд, многократно превыша  среднее значение Urr . В мо мент времени t по вл етс  помеха, котора  может привести к срабатыванию сигнала тревоги. В моменты времени t, tg, tg, t-j амплитуды колебани  паразитного сигнала превышают установленное на резисторе 28 обрат ной св зи предельное значение Уд и, следовательно, формируют соответству ющие счетные импульсы , которые регистрируютс  электронным .счетчиком 11 (см. фиг. 5). Если число импульсов , выбранное с помощью не изображенных на фиг. 2 перемычек между выходами а-и электронного счет чика 11 и положительным потенциалом в точке 50 и входами х и у электрон ной схемы совпадени  38, составл ет например, 4, то после четвертого счетного импульса в момент времени tg сигнал на выходе в точке 18 измен ет свое значение с минимального уровн  на максимальный и подаетс  сигнал тревоги U , как показано на диаграмме. По истечении времени задержки Т, установленного в мультивибраторе 41 электронный счетчик 11 с помощью импульсА U44. возвращаетс  в исходное состо ние. В примере выполнени , согласно фиг. 1-6 выбрана система контрол  по механическому шуму. Устройство можцо примен ть также дл  контрол  состо ни  каркасов,. в механике разрушени , дл  обнаружени  расшатанны:г и расслабленных элементов, а также дл  обнаружени  трещин и дл  осуществлени  контрол  вибрации ус- , тановки. Входной сигнал на узловой точке 4 электронного устройства может поступать от любого датчика значений измер емой величины, который выдает измер емую величину в виде переменного напр жени , величина амплитуды которой и количество колебаний определ ют момент подачи сигнала тревоги.-. Формула изобретени  1 Устройство, дл  контрол  механического шума установки, содержащее последовательно включенные чувствительный элемент, предусилитель зар да и активный полосовой фильтр, отличающеес  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости , оно снабжено последовательно соединенными выпр мителем со сглаживающим звеном, усилителем с регулируемым коэффициентом усилени , сигнализатором предельного значени , второй вход которого соединен с выходом полосового фильтра, а к его выходу последовательно подсоединены электронный счетчик, декодирук ций и запоминающий блоки, а выход и вход счетчика соединены между собой через блок дл  возврата в исходноесосто ние .
2. 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, сигнализатор предельного, значени  состоит и последовательно соединенных операционного усилител  , инвертирующий вход которого соединен с усилителем с задаваемым коэффициентом усилени , и электронного триггера, выход которого соединен с входом электронного счетчика.
3. 3.Устройство по п. 1, о т л кчающеес  тем, что триггер имеет регулируемый гистерезис.
4. 4.Устройство по п. 1-3, от л ичающеес  тем, что блок возврата в исходное состо ние состоит из последовательно соединенных мультивибратора с задаваемой длительностью импульса и импульсного датчика.
5. 5.Устройство по п. 4, отличающеес  тем, что импульсный датчик выполнен в виде ждущего мультивибратора .
6. 6.Устройство по п. 4, о т л и- ;. ча, ющеес  тем, что мультивибратор снабжен резистивно-емкостньви звеном, устанавливающим длительность импульса. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ № 2334350, кд. G 01 R 29/02, опублик. 1976 (прототип). tt tf h