SU838401A1

SU838401A1 - Rotating part vibration analyzer

Info

Publication number: SU838401A1
Application number: SU792821422A
Authority: SU
Inventors: Валерий Шарифович Яхин; Александр Васильевич Асмоловский; Александр Ильич Одинец
Original assignee: Омский политехнический институт
Priority date: 1979-09-21
Filing date: 1979-09-21
Publication date: 1981-06-15

Description

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано для виброакустической диагностики ·· деталей и узлов силовых установок. ,The invention relates to measuring equipment and can be used for vibro-acoustic diagnostics · · details and components of power plants. ,

Наиболее близким к 'изобретению является анализатор вибрации вращающихся деталей, содержащий генератор переноса частоты, датчики вибраций и оборотов и две цепи, подключенные к датчикам вибраций и оборотов соответственно, первая из которых включает последовательно соединенные блок измерения и блок регистрации, вторая включает последовательно соединенные формирователь, первый делитель, парал-'5 дельно соединенные по входам частотный преобразователь и фазовый детектор, сумматор, управляемый генератор, смеситель частот, вторым входом подключенный к генератору переноса частоты, фильтр, второй и третий делители, выход одн’ого из которых подключен ко второму входу фазового детектора, а второй вход блока измерения соединен с выходом управляемого генератора [1 ].Closest to the invention is a vibration analyzer of rotating parts, comprising a frequency transfer generator, vibration and rpm sensors and two circuits connected to vibration and rpm sensors, respectively, the first of which includes a measurement unit and a recording unit connected in series, the second includes a shaper connected in series, the first divider parallel-'5 separately connected at the inputs by a frequency converter and a phase detector, an adder, a controlled generator, a frequency mixer, the second input Turning to a generator transfer frequency filter, the second and third dividers odn'ogo output of which is connected to the second input of the phase detector, a second input measuring unit connected to the output controlled oscillator [1].

Недостатками данного анализатора являются его невысокая точность измерения и недостаточное быстродействие, вследствие инерционности широкополое- 30 ной и узкополосной ветвей управления и срывов слежения за спектральными составляющими.The disadvantages of this analyzer are its low measurement accuracy and insufficient speed, due to the inertia of the wide-band and narrow-band control branches and breakdowns in tracking the spectral components.

Цель изобретения - повышение точности и скорости измерений.The purpose of the invention is to improve the accuracy and speed of measurements.

Указанная цель достигается тем, что анализатор снабжен последовательно соединенными временным преобразователем и блоком сравнения, двумя измерителями периода, запараллеленными по входам и соединенными с выходом первого делителя, а выходами - с первым и третьим входами блока сравнения, синхронизатором, выходами подключенным ко вторым входам измерителей периода и блока сравнения, а выход временного преобразователя подключен ко входу суматора.This goal is achieved by the fact that the analyzer is equipped with a series-connected time converter and a comparison unit, two period meters parallel to the inputs and connected to the output of the first divider, and outputs with the first and third inputs of the comparison unit, a synchronizer, outputs connected to the second inputs of the period meters and a comparison unit, and the output of the temporary converter is connected to the input of the adder.

На чертеже представлена блок-схема анализатора вибраций вращающихся деталей.The drawing shows a block diagram of a vibration analyzer for rotating parts.

Анализатор содержит генератор 1 перекоса частоты., датчики 2 и 3 вибраций и оборотов и две цепи, подключенные к датчикам 2 и 3 вибраций и оборотов соответственно, первая из которых включает последовательно соединенные блок 4 измерения и блок 5 регистрации, вторая включает последовательно соединенные формирователь и фазовый детектор 9, управляемый генератор 11, частот, вторым входом к генератору 1 переноса и третий одного изThe analyzer contains a frequency skew generator 1, sensors 2 and 3 of vibrations and revolutions, and two circuits connected to sensors 2 and 3 of vibrations and revolutions, respectively, the first of which includes a measurement unit 4 and a registration unit 5 connected in series, the second includes a driver and a phase detector 9, a controlled oscillator 11, frequency, the second input to the transfer generator 1 and the third one of

6, первый делитель 7, параллельно соединенные по входам частотный преобразователь сумматор 10, смеситель 12 подключенный частоты, фильтр 13, второй делители 14 и 15, выход которых подключен, ко второму входу фазового детектора 9, а второй вход блока 4 измерения соединен с выходом управляемого генератора 11. Анализатор снабжен последовательно соединенными временным преобразователем 16 и блоком 17 сравнения, двумя измерителями 18 и 19 периода, запараллеленными по входам и соединенными с выходом первого делителя 7, а выходами - с первым и третьим входами блока 17 сравнения, синхрониза. тором 20, выходами подключен ко вторым входам измерителей 18 и 19 периодов и блока 17 сравнения, а выход временного преобразователя 16 подключен ко входу сумматора 10.6, the first divider 7, in parallel connected at the inputs of the frequency converter adder 10, mixer 12 connected frequencies, filter 13, the second dividers 14 and 15, the output of which is connected, to the second input of the phase detector 9, and the second input of the measurement unit 4 is connected to the output of the controlled generator 11. The analyzer is equipped with a series-connected time converter 16 and a comparison unit 17, two period meters 18 and 19, parallel to the inputs and connected to the output of the first divider 7, and the outputs to the first and third inputs Loka 17 comparisons, Sync. a torus 20, the outputs are connected to the second inputs of the meters 18 and 19 of the periods and the block 17 comparison, and the output of the temporary Converter 16 is connected to the input of the adder 10.

Анализатор работает следующим образом.The analyzer works as follows.

Сигнал с частотой F_c с датчика 2 вибраций подается на первый вход блока 4 измерения, на второй вход которого приходит сигнал с частотой: NFp +F_n4 , где F_p - частота вращения ротора;A signal with a frequency F _c from the vibration sensor 2 is supplied to the first input of the measurement unit 4, the second input of which receives a signal with a frequency: NFp + F _n4 , where F _p is the rotor speed;

. F_n4 - промежуточная частота ·. F _n4 - intermediate frequency

N -1,2,3...- номер исследуемой га рмон и к и .N -1,2,3 ... is the number of the studied harmonic and k and.

' · Обработанный в блоке 4 измерения сигнал поступает на блок 5 регистрации. Частота сигнала, поступающего на второй вход блока 4 измерения, синхронно перестраивается с частотой опорного сигнала fc , который формируется датчиком 3 оборотов.Опорный сигнал формируется в формирователе 6 и преобразуется во второй цепи. В первом делителе 7 этот сигнал преобразуется в сигнал с частотой где м - коэффициент деления первого делителя 7, и поступает через частотный преобразователь 8 на вход сумматора 10. Частотный преобразователь 8 входит в состав широкополое-50 ной ветви управления (не обозначена) и осуществляет грубую перестройку частоты управляемого генератора 11 во всем диапазоне частот слежения. С выхода фазового детектора 9, входящего в состав узкополосной ветви управления (не обозначена) синтезируют роторную частоту с точностью до фазы. На другой вход фазового. детектора 9 поступает сигнал синтезированной роторной частоты F_CM, который по частоте делится в делителях 14 и 15 в N _к раз, где К - коэффициент деления в делителях 14 и 15, а затем поступает на вход сум матора 10. Сигнал с частотой F_CMпутем переноса, частоты ^Nfrp + F_n4формируется управляемым генератором 11 в область частот, пропускаемых фильтром 13 с помощью генератора-1 переноса частоты, частоту F_nv . Таким Фазового детектора лы с частотами £—'· The signal processed in block 4 of the measurement is fed to block 5 registration. The frequency of the signal supplied to the second input of the measurement unit 4 is synchronously tuned with the frequency of the reference signal fc, which is generated by the 3 revolution sensor. The reference signal is generated in the former 6 and converted in the second circuit. In the first divider 7, this signal is converted into a signal with a frequency where m is the division coefficient of the first divider 7, and passes through the frequency converter 8 to the input of the adder 10. Frequency converter 8 is part of a wide-field control branch (not indicated) and performs a rough frequency tuning of the controlled oscillator 11 in the entire range of tracking frequencies. From the output of the phase detector 9, which is part of a narrow-band control branch (not indicated), the rotor frequency is synthesized with an accuracy of up to phase. To another phase input. detector 9 receives a signal synthesized rotor frequency F _CM, which is divided by frequency dividers 14 and 15 _to N times, where K - division ratio dividers 14 and 15, and then supplied to the input 10. The sum Matora signal with frequency F _CM by of the transfer, frequency ^Nfr p + F _n4 is formed by the controlled generator 11 in the frequency range passed by the filter 13 using the frequency transfer generator-1, the frequency F _nv . Such a phase detector with frequencies

К N настроенную на ί образом, на входы поступают сигнаи * При равенстве частот выполняется условие синхронизации и слежения:To N tuned to ί, signals are received at the inputs * When the frequencies are equal, the synchronization and tracking condition is satisfied:

что позволяет синтезировать роторную частоту „_и г» К. N т ⁼ ~н ^FO где М - коэффициент деления.which allows us to synthesize the rotor frequency " _and g" K. N t ⁼ ~ n ^F O where M is the division coefficient.

Выбором коэффициентов деления К и М можно компенсировать редукцию в приводе датчика 3 оборотов, а с Помощью коэффициента деления N блок 4 измерения настраивается на гармонику или субгармонику роторной частоты.By choosing the division factors K and M, it is possible to compensate for the reduction in the sensor drive 3 revolutions, and using the division coefficient N, the measurement unit 4 is adjusted to the harmonic or subharmonic of the rotor frequency.

Частотный преобразователь 8 осуществляет перестройку управляемого генератора в нестационарных режимах работы двигателя. Измерители 18 и 19 периода измеряют в течение двух одинаковых интервалов времени период следования импульсов —т— . Блок 17 сравГ1 нения определяет изменение периода сигнала с опорной частотой, а временной преобразователь 16 формирует сигнал, поступающий на сумматор 10 и затем на вход управляемого генератора 11, вызывая ускоренную перестройку частоты генерации NFp +F_n4 Синхронизатор 20 обеспечивает синхронную работу измерителей 18 и 19 периода и сумматора 10. ·Frequency converter 8 performs the restructuring of a controlled generator in non-stationary modes of engine operation. The meters 18 and 19 of the period measure over two identical time intervals the pulse repetition period —t—. Comparison unit 17 determines the change in the period of the signal with the reference frequency, and the time converter 16 generates a signal fed to the adder 10 and then to the input of the controlled generator 11, causing accelerated tuning of the generation frequency NFp + F _n4 Synchronizer 20 provides synchronous operation of the period meters 18 and 19 and adder 10. ·

Основным преимуществом изобретения является ускорение и повышение точности измерений за счет повьвпения устойчивости работы анализатора в переходных режимах.The main advantage of the invention is the acceleration and improvement of measurement accuracy by increasing the stability of the analyzer in transient conditions.

Claims

(54) ANALYZER VIBRATION RPA1A OF THE DETAILED O the third dividers 14 and 15, the output of one of which is connected to the second input of the phase detector 9, and the second input of the measuring unit 4. is connected to the output of the controlled oscillator 11. The analyzer is equipped with a series-connected time converter 16 and the unit 1 7 comparisons, two period meters 18 and 19 parallel to the inputs and connected to the output of the first divider 7, and outputs to the first and third inputs of the comparison block 17, synchronizer 20, the outputs connected to the second inputs of the 18 and 19 period meters and the comparison unit 17, and the output of the time converter 16 is connected to the input of the adder 10. The analyzer operates as follows. The signal with the frequency F from the vibration sensor 2 is fed to the first input of the measurement unit 4, the second input of which receives the signal with the frequency NFp + RP, g where FP is the rotor speed; - fm - intermediate frequency N -1,2,3 ...- number of the investigated harmonic. The signal processed in measurement block 4 is fed to recording block 5. The frequency of the signal received at the second input of the measurement unit 4 is synchronously tuned to the frequency of the reference signal FO, which is generated by the turn sensor 3. The reference signal is generated in the driver 6 and converted in the second circuit. In the first divider 7, this signal is converted into a signal with a frequency where m is the division factor of the first divider 7, and is fed through the frequency converter 8 to the input of the adder 10. The frequency converter 8 is part of the wide control branch (not indicated) and performs a coarse adjustment The frequency of the controlled oscillator 11 over the entire range of tracking frequencies. From the output of the phase detector 9, which is part of the narrow-band control branch (not labeled), the rotor frequency is synthesized with phase accuracy. The other input of the phase detector, 9, receives a signal of the synthesized FCM rotor frequency, which is divided by frequency in divisors х x 14 and 15 by N j times, where K is the division factor in dividers 14 and 15, and then enters the input of the sum of the matrix 10 A signal with a frequency РС VDD, by transfer, the frequency NFp + F is generated by the controlled generator 11 into the frequency range transmitted by the filter 13 using the oscillator 1 frequency transfer tuned to the frequency Fnv - Thus, the inputs of the Lazer detector 9 receive the signals from Frequency frequency is the condition synchronization and tracking: which allows the rotor frequency to be synthesized where M is the division factor. By choosing the division factors K and M, the reduction in the rotation sensor drive 3 can be compensated, and using the division factor N, the measurement unit 4 is tuned to the harmonic or subharmonic of the rotor frequency. Frequency converter 8 performs the restructuring of the controlled generator in non-stationary engine operation modes. Period meters 18 and 19 measure over two identical time intervals the delay pulse clock 17 determines the change in the period of the signal with the reference frequency, and time converter 16 generates a signal fed to the adder 10 and then to the input of the controlled oscillator 11, causing an accelerated tuning the NFp + F generation frequency Synchronizer 20 provides synchronous operation of period meters 18 and 19 and the accumulator 10. The main advantage of the invention is acceleration and improvement of measurement accuracy due to vvieni resiliency angshizatora in transient regimes. The invention includes a vibration analyzer of rotating parts, containing a frequency transfer generator, vibration and rotation sensors and two circuits connected to the vibration and rotation sensors, respectively, the first of which includes series-connected measuring units. Neither the registration unit, the second includes a sequentially connected driver, a first divider, a frequency converter and a phase detector, an adder, a controlled oscillator, a frequency mixer, a second input under the