Устройство для измерения вибраций объектов (его варианты)

 

1. Устройство для измерения вибраций объектов, содержащее источник излучения и последовательно установленные по ходу излучения светоделитель , разделяющий излучение на два пучка - опорный и измерительный, диафрагму, расположенную в измерительном пучке, два фотоприемника, установленные один в измерительном пучке по ходу излучения за диафрагмой , а другой в опорном пучке по ходу излучения от светоделителя, блок обработки сигналов, соединенный входом с выходами каждого из фотоприемников , и фокусирующий объектив, о тлич ающе е ся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения и расширения класса контролируемых объектов, оно снабжено двумя объективами, установленными один в измерительном пучке по ходу излучения от светоделителя перед диафрагмой, а другой в опорном пучке по ходу излучения от светоделителя перед фотоприемником, оба объектива размещены в одной плоскости , а светоделитель выполнен в виде прозрачного диска, на каждой стороне которого нанесены маски, представляющие собой полукружья, сдвинутые на 180 одно относительно другого , с прорезями в. виде равновеликих секторов и полуколец, расположенных симметрично относительно осей каждого из объективов, а фокусирующий объектив располагается перед объектом контроля в ходе излучения , отраженного от него, а светоделитель установлен с возможностью вращения вокруг своей оси. 2. Устройство для измерения вибраций объектов, содержащее источник излучения и последовательно установленные по ходу излучения светоделитель , разделяющий излучение на два пучка - опорный и измерительный, диафрагму, расположенную в измерительном пучке, два фотоприемника, установленные один в измерительном пучке по ходу излучения за диафрагмой , а другой в опорном пучке по ходу излучения от светоделителя, блок обработки сигналов, соединенный входом с выходами каждого из фотоприемников , и фокусирующий объектив, о тличающееся .тем, что, с целью повьшения чувствительности и точности измерения и расширения класса контролируемых объектов, оно снабжено объективами, установленными один в измерительном пучке по . to

СООЗ ССВЕТСНИХ

COUWI Ф

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1223029./l:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 3784571/24-28 (22) 28.08.84 (46) 07.04.86. Бюл. У 13 (7 1) Белорусское республиканское научно-производственное объединение Центр" (72) И.Ф.Кудленко, В.К.Попов и А.А.Сопелев (53) 531.7.531.14(088.8) (56) Земсков Г..Г. и др. Средства измерения линейных размеров с использованием ОКГ. — М.: Машиностроение, 1977, с. 30.

Воронцов Л.Н. Фотоэлектрические системы контроля линейных величин.—

M. Машиностроение, 1965, с. 43-45.

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИЙ ОБЪЕКТОВ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) 1. Устройство для измерения вибраций объектов, содержащее источник излучения и последовательно установленные по ходу излучения светоделитель, разделяющий излучение на два пучка — опорный и измерительный, диафрагму, расположенную в измерительном пучке, два фотоприемника, установленные один в измерительном пучке по ходу излучения за диафраг-. мой, а другой в опорном пучке по ходу излучения от. светоделителя, блок обработки сигналов, соединенный входом с выходами каждого иэ фотоприем.ников, и фокусирующий объектив, . о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения и расширения .класса контролируемых объектов, оно снабжено двумя объективами, установленными один в измерительном пучке по ходу излучения от светоделителя перед диафрагмой, а другой в опорном пучке по ходу излучения от светоделителя перед фотоприемником, оба объектива размещены в одной плоскости, а светоделитель выполнен в виде прозрачного диска, на каждой стороне которого нанесены маски, представляющие собой полукружья, сдвинутые на 180 одно относительно другого, с прорезями в. виде равновеликих секторов и полуколец, расположенных симметрично относительно осей каждого из объективов, а фокусирующий объектив располагается перед объектом контроля в ходе излучения, отраженного от него, а светоделитель установлен с возможностью вращения вокруг своей оси.

2. Устройство для измерения вибраций объектов, содержащее источник излучения и последовательно. установленные по ходу излучения светоделитель, разделяющий излучение на два пучка — опорный и измерительный, диафрагму, расположенную в измерительном пучке, два фотоприемника,. установленные один в измерительном пучке по ходу излучения за диафрагмой, а другой в опорном пучке по ходу излучения от светоделителя, блок обработки сигналов, соединенный входом с выходами каждого из фотоприемников, и фокуснрующий объектив, о тл и ч а ю щ е е с я .тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения и расширения класса контролнруемых объектов, оно снабжено двумя объективами, установленными один в измерительном пучке по

1223029 ходу излучения учения от светоделителя пе- на 180 одно относительно другого, ред диафрагмой, а другой в опорном, с прорезями в виде концентрнчных пучке по ходу излуч ения от светодели- полукругов с симметрично расположентеля перед фотопри ф оприемником оба объек- ными относительно осей двух объектива размещены в одной плоскости, а тивов, фоку ирующ с ий объектив располасветоделитель выпо выполнен в виде про- . гается перед объектом контроля в хозрачного диска, на каждой стороне де излучения, отраженного от него, а которого нанесены маски, представ- светоделитель установлен с возможляющие собой полукружья, сдвинутые ностью вращения вокруг своей оси.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптическим устройствам для измерения вибрации и линейных перемещений объектов,и может быть использовано в системах автоматического контроля и

5 регулирования энергетического оборудования и различных технологических процессов.

Цель изобретения — повышение чув10 ствительности и точности измерения и расширение класса контролируемых объектов.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения вибра15 ций объектов имеет два канала — опорный и измерительный, излучение от объекта поочередно направляется то в один, то в другой канал, что, в свою очередь, обеспечивает максимально возможную глубину модуляции и, следо20 вательно, повышает соотношение сигнал/шум.

На фиг.1 приведена оптическая схема устройства для измерения вибра25 ций объекта; на фиг.2 — схема выполйения светоделителя с нанесенными на его стороны масками, на фиг.3— другой вариант схемы выполнения светоделителя.

Устройство по первому варианту содержит источник 1 излучения, светоделитель 2, установленный под углом к оптической оси, и фокусирующий объектив 3, установленный по ходу излучения за светоделителем 2. 35

Позицией 4 обозначена поверхность объекта, вибрации которого подлежат контролю. Устройство по первому варианту содержит также два объектива ,5 и 6, расположенных в опорном и 4

2 измерительном пучках, диафрагму 7, расположенную в измерительном пучке за объективом 5, два фотоприемника 8 и 9, установленных в одной плоскости в каждом иэ пучков, и электронный блок 10 сравнения и обработки сигналов с фотоприемников 8 и 9.

Светоделитель 2 (фиг.2) выполнен в виде прозрачного диска, на каждой стороне которого нанесены маски, представляющие собой полукружья, о сдвинутые на 180 одно относительно другого, с прорезями в виде равновеликих секторов и полуколец, расположенных симметрично относительно осей каждого из объективов 5 и 6.

В устройстве по второму варианту светоделитель 2 выполнен в виде прозрачного диска, на каждой стороне которого нанесены маски, представляющие собой полукружья, сдвинутые на

180 одно относительно другого с прорезями в виде концентричных полукругов с симметрично расположенными относительно осей двух объективов 5 и 6.

Устройство по первому варианту работает следующим образом.

Излучение от источника 1 через прозрачное полукольцо светоделителя 2 проходит к фокусирующему объективу 3 и сходящимся пучком падает на поверхность объекта 4, параметры вибрации которого подлежат измерению.

Отраженная назад поверхностью объекта 4 часть излучения собирается фокусирующим объективом 3 и параллельным пучком света падает на отражающий сектор светоделителя 2. Светоделителем 2 излучение разделяется на измерительный и опорный пучки и попадает

1223029 на объективы 5 и 6 промодулированным по амплитуде с частотой, зависящей от скорости вращения светоделителя 2 и количества секторов. От светоделителя 2 излучение попадает поочередно то в опорный, то в измерительный каналы, последний из которых снабжен диафрагмой 7, установленной в фокальной плоскости объектива 5.

Во время, когда поверхность контролируемого объекта 4 находится в фокальной плоскости фокусирующего объектива 3, сигналы фотоприемников 8 и 9 равны, и на выходе блока 10 обработки сигналов выделяется нулевое разностное напряжение. При смещении поверхности объекта 4 в ту или иную сторону от положения фокуса объектива

3 изображение светового пятна на поверхности объекта 4, сформированное объективом 5 в плоскости диафрагмы

7, увеличивается, и, если диаметр пятна больше диаметра отверстия диафрагмы 7, то световой поток, падающий на фотоприемник 9 излучения, уменьшается пропорционально смещению поверхности объекта 4.. При повороте светоделителя 2, когда отраженное назад от поверхности объекта 4 излучение падает на заднюю по ходу луча поверхность светоделителя, световой

jp поток попадает на объектив 6, состоящий в опорном канале, и фотоприемник 8, что позволяет отслеживать изменения мощности источника I излучения и свойств отражающей поверхности объекта 4.

Устройство по второму варианту работает аналогичным образом, однако благодаря прорезям в светоделитеъо ле 2, выполненным в виде концентричных полукругов, глубина модуляции становится близкой 100Х.

1223029

Ad сЯру

30д

СРКМ дид сАрл

Составитель Н.Чичварин

Редактор О.Головач Техред 0.Сопко Корректор В.Бутяга

Заказ 1700/42 Тираж 670 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