Устройство для измерения динамических деформаций валов в стационарном режиме вращения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ДЕФрРМАЦИ1ЙВАЛОВ В СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ ВРАЩЕНИЯ, содержащее источник когерентного излучения , систему формирования ИИтерференцирнных полос со светоделитеЛьным элементом, оптически связываемую с исследуемым валом, электронно-оптический преобразователь, установленный на выходе с.истемы фор- L мирования интерференционных полос, и схему обработки сигнала, о т л нч а ю 1Д е ее я тем,. что, с целью повышения точности, система формирования интерференционных полос снабжена оптическим затвором, а схе-:. ма обработки сигнала выполнена в 7 виде блока управления частотой съема информации, блока анализа параметров деформации вала и опорного блока сравнения с зеркалом, образующим со светоделительным элементом опорную ветвь системы формирования нитерференционных полос. и связываемом с . валом, блок управления частотой съема информации выполнен в виде последовательно соединенных генератора и схемы регулировки частоты следования импульсов, соединённой с оптическим затвором/ а блок -анализа параметров деформации вала выполнен в виде соединенных последователько фотоприемника:, схемы счета и кодирования, схемы сравнения и е индикатора, второй вход которого (Л соединен со вторым входом схемы регулировки частоты следования импульсов , второй и третий выходы которой соединены соответственно со вторыми входами схемы счета И кодирова-а ния, и схемы сравнения, третий вход последней соединен с выходом опорного блока сравнения, а выход электронно-оптического преобразователя ф соединен с фотоприемником. со 4 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ц5В G 01 В 11/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3370729/25-28 (22) 21.12.81 (46) 15.12..83..Вюл. Р 46 (72) O.A.Èâëåâ, N.È.Êèñåëåâ и В.И.Пронякин (53) 531.781.2(088 ° 8) (56) 1. Патент США Р 3877300, кл. 73-136 1Я 75.

2. Патент /США 9 4148587, кл. G 01 В 9/02, 1979 (прототип). (54)(57).УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДИНАМИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ ВАЛОВ В

СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ ВРАЩЕНИЯ, содержащее источник когерентного излучения, систему формирования интерференционных полос со светоделительным элементом, оптически связы" ваемую с исследуемым валом, электронно-оптический преобразователь, установленный на выходе системы формирования интерференционнйх полос, и схем обработки сигнала, о т л ич а ю щ е е с я тем,.что, с целью повышения точности, система формирования интерференционных полос снабжена оптическим затвором, а схе-, ма обработки сигнала выполнена в

„„SU„„1060944 A виде блока управления частотой съема информации, блока анализа параметров деформации вала и опорного блока сравнения с зеркалом, образующим, со светоделительным элементом опорную ветвь системы Формирования интер. ференционных полос и связываемым с . валом, .блок управления частотой съема информации выполнен в виде последовательно соединенных генератора и схемы регулировки частоты следования импульсов, соединенной с оптическим затвором, а блок .анализа параметров деформации вала выполнен в- виде соединенных последовательно фотоприемника, схемы счета .и кодирования, схемы сравнения и с: индикатора, второй вход которого соединен со вторым входом схемы регулировки частоты следования импульсов, второй и третий выходы которой соединены соответственно со вторыми входами схемы счета .и кодирования, и схемы сравнения, третий вход последней соединен с выходом опор-. М ного .блока сравнения, а выход.электронно-оптического преобразователя соединен с фотоприемником. ф,) 1060944

65

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических деформаций вращающихся валов.

Известно устройство для измерения механических параметров на вращающихся валах путем размещения на валу измерительных преобразователей и электронной схемы преобразования электрических сигналов, связанных с измеряемым параметром Г1 3.

Однако .в этом устройстве через токосъемник передается амплитудномодулированный сигнал и поэтому в процессе измерения появляется погрешность, вызванная нестабильностью параметров токосъемного устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения динамических деформа-, ций валов в стационарном режиме вращения, содержащее источник когерентного излучения, систему формирования интерференционных полос со светоделительным элементом, оптически связываемую с исследуемым валом, электронно-оптический преобразователь, установленный на выходе системы формирования интерференционных полос, и схему обработки сигнала t2), Схема обработки сигнала выполнена в виде блока, регистрирующего число импульсов, поступающих с электронно-оптического преобразователя, и сравнивающего число импульсов, сосчитанных за .соседние равные промежутки времени.

Недостатком известного устройства является непрерывность перемещения картины интерференционных полос, поэтому такая картина перегружена избыточной информацией, что требует применения быстродействующих ЭВМ с большим объемом оперативной памяти для обработки и выделения полезной информации. Это резко затрудняет изучение деформаций и, в конечном счете, ведет к, снижению оперативности и точности получаемой информации.

Цель изобретения — повышение точности измерения динамических деформаций вала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения динамических деформаций валов в стационарном режиме вращения, содержащем источник когерентного излучения, систему формирования интерференцион ных полос со светоделительным элементом, оптически связываемую с исследуемым валом, электронно:-оптический преобразователь, установленный на выХОде системы формирования интерференционных полос, и схему обработки сигнйла, система формнрова ния интерференционных полос снабжена оптическим затвором, а схема обработки сигнала выполнена в виде блока управления частотой съема информации, блока анализа параметров деформации вала и опорного блока сравнения с зеркалом, образующим со светоделительнйм элементом опорную ветвь системы формирования интерференционных полос и связываемым с валом, блок управления частотой съема информации выполнен в виде последовательно соединенных генера-, тора и схемы регулировки частоты следования импульсов, соединенной с оптическим затвором, а блок анализа параметров деформации вала выполнен в виде соединенных последовательно фотоприемника, схемы счета и кодирования, схемы сравнения и индикатора, второй вход которого соединен с вторым входом системы регулировки частоты следования импульсов, второй и третий выходы которого соединены соответственно с вторыми выходами схемы счета и кодирования, и схемы сравнения, третий вход последней соединен с выходом опорного блока сравнения, а выход электронно-Оптического преобразователя -соединен

30 с фотоприемником.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 когерентного излучения, систему 2

ФОрмнрОвания интерференциОнных пОлОс со светоделительным элементом 3, оптически связываемую с исследуемым валом, электронно-оптический преобразователь 4, установленный на выходе последней, и схему 5 обработки

40 сигнала. Система 2 формирования интерференционных полос снабжена оптическим затвором 6, а схема 5 обработки сигнала выполнена в виде блока 7 управления частотой съема ин45 формации, блока 8 анализа парамет- ров деформации вала и опорного блока 9 сравнения с зеркалом, образующим со светоделительным элементом

3 опорную ветвь системы 2 формнрова5р ния интерференционных полос и свя; зываемым с валом 10.

Блок 7 управления частотой съема информации выполнен в виде последовательно соединенных генератора 11

55 и схемы 12 регулировки частоты следования импульсов, соединенной с оптическим затвором, а блок 8 анализа параметров деформации вала 10 выполнен в виде соединенных последо60 вательно фотоприемника 13, схемы 14 счета н кодирования, схемй 15 сравнения .и индикатора 16, второй вход которого соединен со вторым входом схемы 12 регулировки частоты следования импульсов, второй и третий

4.1060944

Составитель Е.Целина

Редактор В. Ковтун Техред Ж, Кастелевич Корректор O.-Билак

Заказ 10024/41 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская .наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 выходы которой соединены соответственно со вторыми входами схемы 14 счета и кодирования и схемы 15 сравнения, третий вход последней соединен с выходом опорного блока 9 сравнения, а выход электронно-оптического преобразователя 4 соединен с фотоприемником 13.

Устройство работает следующим образом.

Вращающийся вал 10 освещается источником 1 когерентного-излучения через светоделительный элемент 3.

Расщепленный на светоделительном . элементе 3, отраженный от зеркала опорного блока 9 сравнения и вала

10 световой поток попадает через оптический затвор 6 на фотокатод электронно-оптического преобразователя 4. Сложение отраженных лучей от вала 10 и опорного блока 9 сравнения образует на электронно-опти-, ческом преобразователе 4 интерференционную картину, которая на экране электронно-оптического преобразователя 4 преобразуется в увеличенное электронное иэображение. Из.светово.,го йотока, падающего на электроннооптический преобразователь 4 вырезаются прецезионные,стробирующие им пульсы оптическим затвором 6, для управления которым в блоке 7 управления частотой съема информации вы. рабатываемые генератором 11 колебания поступают на схему 12 регулировки частоты следования импульсов, где осуществляется прецезионный отсчет количества колебаний кварцевого генератора 11 до суммы периодов этих колебаний наиболее близкой к текущему значению времени, одного бборота вала 10.

Прецезионная регулировка частоты

i следования отпирающих импульсов нозволяет осуществить тонкую настройку и добиться оператору оСтановки ин.терференционной картины на экране электронно-оптического. преобразователя 4 и метки на валу 10 в заданном

5 положении для начала отсчета. Информация о периоде вращения вала 10 поступает на блок 8 анализа параметров деформации вала. После этого с помощью схемы 12 регулировки часто10 ты следования импульсов оператором устанавливается разность фаз между периодом следования отпирающих импульсов и периодом вращения вала

10, соответствующая величине смеще 5 ния интерференционной картины на экране электронно-оптического преобразователя 4 на 1/5 ширины полос. Фо- топриемник 13 фиксирует изменения освещенности, вызываемые перемещением интерференционных полос, и передает информацию на схему 14 счета и кодирования и далее на схему 15 сравнения. Регистрация смещения полос в схеме 14 счета и кодирования осуществляется в течение времени поступления моноимпульса из схемы 12 регулировки частоты следования импульсов. В схеме 15 сравнения происходит сравнение и обработка данных, полученных при медленном вращении вала 10, не вызывающем динамических деформаций, и в стационарном режиме вращения вала 10. Результаты обработки выдаются на индикатор 16.

35 Предлагаемое устройство за счет введения новых узлов и функциональных связей позволяет получить квазистатическую картину динамического процесса вращения вала и его деформа4р ции, устранить информационную избыточность, мешающую правильной расшифровке информации.