Устройство для виброакустической диагностики механизмов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ МЕХАНИЗМОВ, содержащее вибропреобразователь, блок вывода информации,- отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности диагностики, оно снабжено аналого-цифровым преобразователем , подключенным к выходу вибропреобразователя п-идентичными преобразователями сигнала, каждый из которых имеет один вход и два выхода, первый преобразователь сигнала входом подключен к аналого-цифровому преобразователю, первым выходом - к соответствующему входу блока вывода информации, каждый из последующих п-1 преобразователей подключен входом к второму выходу предьиущего преобразователя сигнала, первым выходом - к соответствующему входу блока вывода информации. (Л С J СП Ю О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН.

„„Я0„„1145261

4(5!) G 01 М 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3567666/18-28 (22) 23.03.83 (46) 15.03.85. Бюл. N 10 (72) А.Т.Ерохин, M.Ï.Gòðoãàíîí, В.А.Ляпощенко и В.П.Шкодырев (7l) Пензенский политехнический институт (53) 62 1.317 ° 39: 53 1. 7 17(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

К- 781656, кл . G 01 М 15/00, 1979, 2. Авторское свидетельство СССР

9 815556, кл. G 01 М 13/00, 1979 (прототип) . (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ИЕХАНИЗКОВ, содержащее вибропреобразователь, блок вывода информации, о т л и ч аю щ -е е с я тем, что, с целью повышения достоверности диагностики, оно снабжено аналого-цифровым преобразователем, подключенным к выходу вибропресбразователя в -идентичными преобразователями сигнала, каждый из которых имеет один вход и два, выхода, первый преобразователь сигнала входом подключен к аналого-цифровому преобразователю, первым выходом — к соответствующему входу блока вывода информации, каждый из последующих п — 1 преобразователей подключен входом к второму выходу предыдущего преобразователя сигнала, первым выходом — к соответствующему входу блока вывода информации.

1145261

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с. я тем, что каждый из преобразователей сигнала содержит входной регистр сдвига, два блока сравнения, элемент "ИСКЛЮЧЖОЩЕЕ ИЛИ", генератор тактовых импульсов, 1

05-триггер, ключ, счетчик импуль-. сов, выходной регистр сдвига, три сумматора, блоки вычитания, возве дения в квадрат, суммирования кодов, вход входного регистра сдвига соединен с входом преобразователя сигнала, первый и третий выходы входного

:,регистра сдвига соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков сравнения. второй — подключен к вторым входам блоков сравнения и к установочному входу выходного регистра, выходы блоков сравнения связаны с соотв т. ствующими входами элемента "jfCKJIIOЧйОЩЕЕ ИЛИ", выход которого соеди"ен с R-входом R5 -триггера, первый

Изобретение относится к устройствам технической диагностики и может использоваться, например, при эксплуатационном контроле машин и механизмов, йодвижные детали кото- 5 рых совершают вращательное или другое циклическое движение.

Известно устройство для виброакустической диагностики, содержащее вибродатчик, блок коррекции в виде усилителя с управляемым коэффициентом передачи, блок вывода информации, датчик оборотов, преобразователь частота-аналог (1).

Однако это устройство имеет низкую точность работы и требует установки датчика оборотов.

Наиболее близким к изобретению является устройство для виброакустнческой диагностики, содержащее 20 вибропреобразователь, блок вывода информации (2 ).

Данное устройство не обеспечивает необходимой точности измерений информативных составляющих виброакус- >5 тического сигнала, и, следовательно, достоверности диагностики вследвход ключа соединен с выходом R5 -триггера, второй — с генератором тактовых импульсов, выход — с входом сдвига выходного регистра спвига и через счетчик импульсов с входом записи выходного регистра сдвига и S -входом R5 -триггера, первый и третий выходы выходного регистра сдвига подключены соответственно к первым входам первого и второго сумматоров, второй — к вторым входам первого и второго сумматоров и второму входу блока вычитания, выходы первого и второго сумматоров соединены соответственно с первым и вторым входами третьего сумматора, выход которого подключен к первому входу блока вычитания и второму выходу преобразователя сигнала, блок вычитания через блок возведения в квадрат подключен к блоку суммирования кодов, а выход последнего соединен с пер вым выходом преобразователя сигнала.

2 ствие того, что настроенные на фиксированные частоты полосовые фильтры позволяют лишь приближенно выделять информативные составляющие сигналы при флуктуациях длительности цикла механизма.

Целью изобретения является повышение достоверности диагностики.

Поставленная цель достигается тем, > что устройство для виброакустической диагностики механизмов, содержащее вибропреобразователь, блок вывода информации, снабжено аналого-цифровым преобразователем, подключенным к выходу вибропреобразователя, л -идентичными преобразователями сигнала, каждый из которых имеет один вход и два выхода, первый преобразователь сигнала входом подключен к аналогоцифровому преобразователю, первым выходом — к соответствующему входу блока вывода информации, каждый из последующнх П-1 преобразователей подключен входом к второму- выходу предыдущего преобразователя сигнала, первым выходом — к соответствующему входу блока вывода информации.

1145261 4

20

3

При этом каждый из преобразователей сигнала содержит входной регистр сдвига, два блока сравнения, элемент "ИСКЛЮЧЛ10ЩЕЕ ИЛИ", генератор тактовых импульсов,. RS -триггер, ключ, счетчик импульсов, выходной регистр сдвига, три сумматора, блоки вычитания, возведения в квадрат, сум. мирования кодов, вход входного ре: гистра сдвига соединен с входом

;преобразователя сигнала, первый и третий выходы входного регистра

;сдвига соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков сравнения, второй — подключен к вторым входам блоков сравнения и к установочному входу выходного регистра, выходы блоков сравнения связаны с соответствующими входами элемента"."ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ", выход которого соединен с R -входом

R9-триггера, первый вход ключа соединен с выходом R5 -триггера, второй — с генератором тактовых импульсов, выход — с входом сдвига выходного регистра сдвига и через счетчик импульсов с входом записи выходного регистра сдвига и -входом RS -триггера, первый и третий выходы выходного регистра сдвига подключены соответственно к первым входам первого и второго сумматоров и второму входу блока вычитания, выходы первого и второго сумматоров соединены соответственно с первым и вторым входами третьего сумматора, выход которого подключен к пер-. вому входу блока вычитания и второму

:выходу преобразователя сигнала, .блок вычитания через блок возведения в квадрат подключен к блоку суммирования кодов, а выход последнего . соединен с первым выходом преобразователя сигнала.

На чертеже представлена блок-схе- 45 ма устройства.

Устрс1йства содержит вибропреобразователь 1, подключенный к нему аналого-цифровой преобразователь 2, и -идентичных преобразователей

3„-3„ сигнала, первый из которых подключен к аналого-цифровому преобразователю, каждый йз,последующих . входом подключен к второму выходу 55 предыдущего преобразователя сигнала. Первые выходы преобразователей 3 -3 соединены с соответствующими входами блока 4 вывода информации, Каждый из преобразователей сигнала содержит входной регистр 5 сдвига, подключенные к егО выходам блоки 6 и 7 сравнения, логический элемент 8 "ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ", подключенный к выходам блоков 6 и 7 сравнения, R5 -триггер 9, генератор 10 тактовых импульс.ов.

К выходам Й9 -триггера 9 и генератора 10 подключен ключ 11, который соединен с счетчиком 12 импульсов и входом сдвига выходного регистра 13 сдвига. Выходной регистр

13 сдвига соединен с первым 14 и вторым 15 сумматорами, выходы которых связаны с входами третьего сумматора 16. Сумматор 16 подключен к первому входу блока 17 вычитания, который через блок 18 возведения в квадрат подключен к блоку !9 сум мирования кодов.

Устройство работает следующим образом.

Виброакустический сигнал, сопровождающий работу механизма и характеризующий его техническое состояние, воспринимается вибропреобразователем 1, который преобразует его в электрический сигнал. Сигнал с вибропреобразователя 1, преобразованный в цифровой код аналогоцифровым преобразователем 2, поступает во входной регистр 5 сдвига первого преобразователя 3 сигнала, где запоминаются первые три значения Х, Хг. и Х преобразованного в цифровой код сигнала. С первого и второго выходов входного регитсра 5 значения сигнала Х,и Хг соответственно постуйают на входы блока 6 сравнения, где формируется сигнал знака разности дг„= Хг Х, а с второго и третьего вйходов того же регистра 5 — значения сигналов Х > и Х з на входы блока сравнения 7, где формируется сигнал з ака Разности Ьзг= Хз — Х2

В случае равенства знаков, т.е. в случае Хр Х ) Х„или Х <Х сХ г на оба входа элемента 8 "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ" поступают одинаковые потенциалы, вследствие чего íà его выходе выставлен низкий потенциал, который подается на Й-вход А5 -триггера 9, В результате на инверсном выходе триггера 9 выставлен низкий потенциал, который запирает ключ 11 и ота, екt () "ей (;.,)1

ЩЩДЩ1 Заказ 1163/32 ТиРаж 897 Подписное

Филиал ПОП "Патент" г Ужгород ул Проектная 4

3 1145 ключает генератор 10 тактовых импульсов.

В случае неравенства знаков, в случае Х1 Х 2 Х 3 ННН< <Х„ Х2 ХЗ на входы элемента 8 поступают рав- 5 ные потенциалы, вследствие чего на его выходе выставлен высокий потенциал, который подается на Р"-вход

Яб-триггера 9. В результате на инверсном выходе триггера 9 выставля ется высокий потенциал, который открывает ключ 11 и подключает генератор 10 тактовых импулвсов. При этом цифровой код Х, соответствующий экстремуму (максимуму при Х(Х )Х 1S

1 2 3 и ьапп:"уму при Х„)Х Х сигнала, поцается на установочнйй вход выходного регистра 13 сдвига, на выход которого поступает тактовая частота с генератора 10 тактовых импуль- 20

= 0â. В результате цифровой код Х

1 начинает переписываться в ячейку Y„ вьгходного регистра 13. При этом содер>пыое ячейки, синхронно пере 1 двигается в ячейку У2, а содержимое 25 ячейки "(2 в ячейку «1 . В момент о;:.:".."ения перезаписи всех разрядов кода У сигнала в ячейку У содерл:имого ячейки ) в ячейку У, ) а ячейки Х в ячейку ) выходного 30

pегистра 13 заканчивается очередной цикл переполнения счетчика 12 импуль".îD и на его выходе формируется сигнал запрета, подаваемый на вход записи выходного регистра 13 и на

5-вход PS -триггера 9. В результате на инверсном выходе триггера 9 формируется низкий потенциал,,закрывающий ключ 11 и отключающий генератор 10 тактовых импульсов до мо- щ мента прихода следующего экстремума сигнала с вибропреобразователя 1.

При этом в ячейках У, У и выходногс регистра 13 зафиксировайы коды трех соседних экстремумов Х „< (;1, 4 „1.(1;„}и Х „ (; 1 сигнала Х(), которые выставляются на входах сумматоров 14 и 15 таким образом, что на их выходах формируются соответственно коды их полусумм 50

261 а на выход третьегv. сумматора 16 код Х ($, 1, соответствующий уср едненномч значению

Полученный код Х,(1;,)текущего усредненного значения вибросигнала X(4), поступая на шину вычитания блока

17 вычитания, вычитается из значения текущего экстремума Хех1 (; 1), код второго поступает на шину сложения блока 17 вьиитания. Сформированный на выходе блока 17 вычитания код текущего значения разностного сигнала аХ (4) поступает на блок 18

1 возведения в квадрат, а затем в блок суммирования кодов, на выходе которого формируется код значения.мощности разностного сигнала (Х,(<1 который является первым информативным признаком, характеризующим высокочастотную область виброакустических шумов диагностируемого механизма и отображаемым на блоке 4 вывода информации. Одновременно коды текущего усредненного значения вибросигнала

К„(} поступают на вход входного регистра 5 сдвига второго идентичного преобразователя 3/2, в котором производятся аналогичные операции выделения экстремумов из усредненного значения вибросигналов, усреднения временного ряда экстремумов, вычитания усредненного ряда из исходного в блоке 17 вычитания и вычисления мощности разностного сигнала. Далее усредненный временной ряд экстремумов поступает на последующие преобразователи сигналов до полного разложения виброакустического сигнала на разностные компоненты. При этом мощности каждой разностной компоненты, являющиеся информативными признаками определенной частотной структуры виброакустического сигнала диагностируемого механизма, выводятся на блок 4 вывода информации.

Контролируя в процессе эксплуатации механизма изменение указанных признаков вибвоактического сигнала, можно принимать решение о текущем изменении состояния механизма.