SU930018A1 - Устройство дл измерени вибрации роторных машин - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к измеритель-. технике и может быть использовано дл  спектрального анализа вибрации роторных машин, например, газотурбинных двигателей.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  вибрации роторных машин, содержащее датчик вибрации и подсоединенные If нему через усилитель два избирательных канала, каждый из которых включает последовательно св занные умноЖвтель , фильтр и квадратичный блок, выходы, которых через сумматор подсоединены к детектору, и фазовращатель IJ

Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность измерений вибраций роторных машин. Это вызвано тем, что на установившихс  режимах работы существуют флуктуации скоростей вращени  роторов.

Дл  получени  результата измерени  эибрадив на определенной частоте с заданной достоверностью частота опорного гонератора должна оставатьс  посто нной в течение определенного промежутка времени . При узких полосах пропускани  фильтров отклонени  частоты измер емого сигнала от среднего значени  возникающие из-за флуктуации скорости вращени  ротора могут превысить ширину полос пропускани  фильтров. Происход щие при этом пропадани  сигналов на выходах избирательных каналов вызывают погрешности измерений, а расширение полос пропускани  фильтров до величины, равной девиации частоты измер емого сигнала, часто бывает невозможно из-за помех от близких по частоте сигналов других роторов и вибрационного шума машины.

Цель изобретени  - повышение точности измерений.

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено послеловатс-льно соединенными датчиком оборотов, 4ормнрователем импульсов, полоспвр-, фнльт юм и ограничителем амплит Ш., т.гхоп кпторого подключен к второму входу умно- житг;п  второго канала и к входу фазовра щател , а выход последнего подсоединен к BTopoNfy входу умножител  первого канала . На чертеже изображена блок-схема устройства дл  измерени  вибрации роторных машин. Устройство содержит датчик 1 вибрации и подсоединенные к нему через усилитель 2 два идентичных избирательных канала, каждый из которых включает последовательно св занные умножители 3 и 4, фильтр 5 и 6 и квадратичный блок 7 и 8, выходы которых Подсоединены через сумматор 9 к детектору 10, фазовращатель 11, последовательно соединенные датчик 12 оборотов, формиро«з ватель 13 импульсов, полосовой фильтр 14 и ограничитель 15 амплитуды, выход которого подключен к второму входу умножител  4 второго канала и к входу фазовращател  11, выход которого подсоединен к второму входу умножител  3 первого канала. Устройство работает следующим образом . Сигнал датчика 1 вибрации, установленного на корпусе машины, через усилитель 2 поступаетна соединенные вмес5 те входы умножителей 3 и 4. Датчик 12 оборотов вырабатывает сигнал, пропорциональный частоте вращени  ротора . Этот сигнал поступает на вход формировател  13 импульсов, с выхода которого последовательность пр моугольных импульсов О pet) посто нной амплитуды АО и длительностью t с частотой следовани  и поступает на вход полосового фильтра 14. Последовательность импульсов l/f:(tj имеет очень малую вепййину произведени  t U), где (JL}jf - средн   частота вращени  ротора, поэтому ее спектр содержит большое количество гармоник, кратных частоте uj Аое - . Аое fW Sp iT- -ig ,, Соответствующим выбором величины произведени  1UJi добитьс  FfaBH(мерности спектра йоследовательности импульсов UpX) вплоть до гармоники необходимой кратности lIsN так, чтобы выполн лось условие - амплитуда гармоники поспедогде c вательности Ur(t на чистоте вращени  ротора (j) ; амплитуда гармоники последовательности Up(b) на частоте NUJ-I; Д - мала  величина, выбираема  исход  из требуемых погрешностей измерений. С помощью датчика 12 оборотов и формировател  13 импульсов получают сигнал, спектр которого содержит р д опорных гармоник с посто нными амплитудами и частотами, кратными частоте вращени  ротора. При этом флуктуации частот опорных гармоник и измер емого сигнала около средних значений Vu) , где л)l-N , синхронны. Полосовой фильтр 14 настроен на гармонику кратности V п выходного сигнала формировател  13 импульсов, ( п -номер анализируемой гармоники, причем 1 п i N ). Ширина полосы пропускани  полосового фильтра 14 выбираетс  больше максимальной девиации частоты опорной гармоники , но такой, чтобы исключить попадание в фильтр соседних опорных гармоник с частотами (п -1)ы и (п +l)uj. Ограничитель 15 амплитуды преобразует выходной сигнал полосового фильтра 14 в последовательность пр моугольных импульсов посто нной амплитуды (меандр), {устран   зависимость амплитуды опорно|гв сигнала, а следовательно, и результатов измерений, от частоты вращени  ротора . Сигнал с выхода ограничител  15 .амплитуды поступает на второй вход умножител  4 второго канала. На второй вход умножител  3 первого канала поступает сигнал с вькода фазовращател  11, осуществл ющего поворот фазы выходного сигнала ограничител  15 амплитуды на 90 . Выходные сигналы умножителей 3 и 4 после фильтров 5 н 6 и возведени  в квадрат квадратичными блоками 7 и 8 складываютс  в сумматоре 9. С выхода сумматора 9 сигнал поступает на детектор 10, работающий в квадратичном режиме . Выходное напр жение детектора 10 содержит информацию об амплитуде измер емого процесса на частоте мш. Преимуществом устройства  вл етс  повышение точности за счет устранени  погрешностей измерений, обусловленных фпук1уац(гам{1 скорости вращени  ротора. Фор м у ла изобретени  Устройство дл  измерени  вибрации роторных машин, содержащее датчик вибрации и подсоединенные к нему черюз

усипитепь два избирательных ханапа, каждый из которых включает последовательно св занные укгаожитель, фильтр и квадратичный блок, выходы которых через сумматор подсоединены к детектору, и фазовращатель , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, оно снабжено последовательно соединенными датчиком Ьборотов, формирователем им .пульсов, полосовым фильтром и ограничив

телам амплитуды, выход которого подключен к второму входу умножител  второго канала и к входу фазовращател , а выход последнего подсоединен к второму входу, умножител  первого канала.

Источники информации, . , прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР NO 684329, кл. G01 Н 1/ОО, 1978 (прототип).

Claims (1)

1. Фор му ла изобретения

   Устройство для измерения вибрации роторных машин, содержащее датчик вибрации и подсоединенные к нему через усилитель два избирательных .канала, каж•дый из которых включает последовательно связанные умножитель, фильтр и квадратичный блок, выходы которых через сумматор подсоединены к детектору, И фазовращатель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными датчиком Ьборотов, формирователем импульсов, полосовым фильтром и ограничи телем амплитуды, выход которого подключен к второму входу умножителя второго канала и к входу фазовращателя, а выход последнего подсоединен к второму входу.

   5 умножителя первого канала.