Радиоволновый виброметр

 

РАДИОВОЛНОВЫЙ ВИБРАТОР,содержащий двойной Т-образный мост, к двум противоположным плечам которого подсоединены соответственно СВЧгенератор и последовательно соединенные детектор и индикатор, а к двум другим противоположным плечам - короткоэаныкатель и приемопередающая антенна соответственно, о т л и -чающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в условиях мешакицих механических воздействий , введен инерционный отражатель, который закреплен на эластичной подвеске и установлен перед приемопередаюо ей антенной с возможностью перемещения вдоль оси, параллельной электрической оси приемопередающей антенны . (/) С W N 00 со NU

СОЮЗ СОВЕТСКИХ б

РЕСПУБЛИК

6% (И) А

ЗСЮ С 01 Н Э/10 6 О! N 22/00

ЕЕЕФ.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Е COTOPCMOMV Еббб«ЕТЕЛЬЕТЕЕ «1 б

I б б б ба

° а

Мг

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЦТИЙ (21) 3627115/18 -09; (22) 27. 07. 83 (46) 07. 1 . 84. Бюл. 11«41 (72) А.М. Боглов, В.А.Жеетовский и В.А.Константинов (53) 621.317,738 (088.8) (56) 1, Патент Великобритании

У 1483236, кл. G 01 S 9/00,1977.

2. Приборы и системы для измере" ния вибрации, шума и удара.Кн.2,М., "Иашиностроение", 1978, с. 46 (прототип). (54)(57) РАДИОВОЛНОВЫЙ ВИБРАТОР,содержащий двойной Т-образный мост, к двум противоположным плечам котороro подсоединены соответственно СВЧгенератор и последовательно соединенные детектор и индикатор, а к двум другим противоположным плечам — короткозамыкатель и приемопередающая антенна соответственно, о т л и — . ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений в условиях мешающих механических воздействий, введен инерционный отражатель, который закреплен на эластичной подвеске и установлен перед приемопередающей антенной с возможностью перемещения вдоль оси, параллельной электрической оси приемопередающей антенны.

1122894 2

Изобретение относится к измерительной технике, н частности к бесконтактным измерениям малых перемещений и вибраций различных механизмов, зданий и сооружений.

Известно устройство для индикации изменений в положении объекта, со ржащее излучатель СВЧ, приемник в февовьй детектор. Устройство рвботает на принципе--облучения вибрирую- 10 щей поверхности сверхвысокочастотной энергией, приема и детектирования отраженных колебаний с фазовой модуляцией И .

Однако устройство обладает малой точностью измерений.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является радиоволновый виброметр, содержащий двойной Т-образный мост, к двум противоположным плечам которого подсоедьиь иены соответственно СВЧ-генератор и последовательно соединенные детектор и индикатор, а к двум другим противоположным плечам — короткоэамы- 25 катель и приемопередающая антенна соответственно (2) .

Однако известный радиоволноный ниброметр не обеспечивает высокой точности измерений в условиях лешающих механических воздействий.

Цель изобретения — понышение точ-, I ности измерений в условиях мещающих механических воздействий, Указанная цель достигается тем, 35 что в радиоволновый виброметр, содержащий двойной Т-образный мост, к двум противоположным плечам которого подсоединены соответственно СВЧгенератор и последовательно соединенные детектор и индикатор, а к двум другим противоположным плечам — короткозамыкатель и приемо-передающая антенна соответственно, введен инерционный отражатель, который закреплен на эластичной подвеске и установлен перед приемопередающей: антенной с возможностью перемещения вдоль оси, параллельной электрической оси приемопередающей. антенны., На чертеже приведена структурная электрическая схема радиоволнового ниброметра.

Радионолновый виброметр содержит двойной Т"образньй мост 1, к двум Ы противоположным плечам которого подсоединены соотнетственно СВЧ-генератор 2 и последовательно соединенные детектор Э и индикатор 4 с усилителемйк двум другим противоположным плечам — короткоэамыкатель 5 и приемопередающая антенна 6 соответственно, инерционный отражатель 7, который закреплен на эластичной подвеске 8 и установлен перед приемопередающей антенной 6 с воэможностью перемещения вдоль оси, параллельной электрической оси приемопередающей антенны 6. к

Инерционный отражатель 7 конструктивно представляет собой массивную металлическую пластину, закрепленную на блоке 9 регулировки ее положения с помощью другой тонкой эластичной подвески 8. Благодаря эластичности подвески 8 инерционный отражатель 7 не. воспринимает паразитных колебаний радиоволнового виброметра вдоль оси приемопередающей антенны 6, сохраняя относительное состояние покоя.

Остальные элементы радиоволнового виброметра - стандартные.

Радионолноный виброметр работает следующим образом.

Известно, что любые два противоположных плеча настроенного днойного Т-образного моста 1 оказываются развязанными. Благодаря этому СВЧэнергия СВЧ"генератора 2, не попапая на детектор э, излучается приемопередающей антенной 6. Отразившись от вибрирующего объекта 10, часть этой энергии возвращается в двойной Т-образный мост 1 и делится пополам между плечамн с СВЧ-генератором 2 и детектором 3. В результате изменения расстояния между радиоволновым виброметром и вибрирующим объектом

10 отраженная волна модулируется по- фазе, причем девиация фазы несущих колебаний пропорциональна амплитуде вибрации вибрирующего объекта

i0. В результате фаэоной демодуляции на выходное устройство поступает информация о частоте и амплитуде вибраций исследуемого вибрирующего объекта 1О.

Однако в результате механических воздействий на радионолноный виброметр, находящийся в реальных производственных условиях, происходит изменение расстояния между вибрирующим объектом 10 и приемопередающей антенной 6, вызывающее паразитную модуляцию отраженного сигнала, которая снижает достоверность измерений.

1122894

Составитель Ю.Мамонтов

Редактор Л.Лосева Техред M. Гер гель корректор A.Зимокосов

Заказ 8126/33 Тираж 546

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Ó:êãoðoä, ул.Проектная, 4

При облучении неподвижного объекта радиоволновым виброметром, на который воздействуют механические колебания в месте его установки, выход.ным устройством фиксируются параметры этих колебаний.

Известно, что в месте отражения от металлической поверхности образуется узел .стоячей волны и при перемещении этой поверхности перпен- 10 дикулярно падающей волне смещается фаза стоячей волны и у детектора 3.

Это же происходит при колебаниях корпуса радиоволнового виброметра при неподвижном объекте измерения. I5

При внесении инерционного отражателя 7 и регулировке его положения, передвижением вдоль оси йриемопередающей антенны 6 нв детектор 3 поступа= ет сигнал, отраженный от инерционно- 20 го отражателя 7, равный по уровню и противоположный по воздействию сигналу, отраженному от неподвижного объекта измерения. В результате взаимодействия этих сигналов происходит их взаимная компенсация. Такая компенсация происходит в том случае, если, например, детектор 3 находится на возрастающем участке стоячей . волны,образованной отражением от З0 объекта,и на спадающем участке волны, образованной отражением от инерционToro отражателя 7. После включения вибрирующего объекта 10 измерения, например двигателя, .отраженный curi нал модулируется по закону движения вибрирующего объекта IO. При этом модулирующие сигналы, вызванные колебанием корпуса радиоволнового виброметра, взаимно скомпенсированы, а на детекторе 3 выделяется сигнал, пропорциональный амплитуде вибрации вибрирующего объекта 10, фиксируемой индикатором 4.

По сравнению с известным, предлагаемый радиоволновый виброметр позволяет измерять параметры виб-, раций в условиях .мешающих механических воздействий. ,При этом для нормальной работы виброметра не требуется строить специальных фундаментов, а любая случайная вибрация, воздействующая на радиоволновый виброметр, благодаря наличию инерционного отражателя 7, оказывается учтенной.

Введение инерционного отражателя

7 позволяет создать такие условия работы, когда детектор 3 виброметра реагирует только на смещение вибрирующего объекта 10 относительно инер" ционного отражателя 7, а смещения

1 радиоволнового виброметра относитель1но вибрирующего объекта и инерцион ного отражателя 7 не фиксируются.

Радиоволновый виброметр позволяет производить измерения вибраций вращающихся валов и роторов мощных ма-. ,шин и механизмов, например таких, как турбин, вращающихся печей, центрифигур."