Устройство для определения частот резонансных колебаний вращающегося вала

 

Изобретение относится к измерительной технике. Оно является усовершенствованием известного устройства по а.с. .№ 1101686. Целью изобретения является повышение точности определения критической частоты вращения вала за счет коррекции динамической погрешности измерений, вносимой преобразователем частота - код. Сигнал с датчика 1 вибрации поступает на вход частотного детектора 2, вьзделяющего составляющую вибрации ротора оборотной частоты. Этот сигнал преобразуется аналого-цифровым преобразователем 5 в код и поступает на индикатор 4 резонанса. Частотньш детектор 2 управляется сигналом с датчика 3 оборотов, обеспечивая его перестройку синхронно с изменением час тоты вращения исследуемого ротора. Сигнал с датчика 3 оборотов поступает также на преобразователь 6 частота - код, выход которого соединен с блоком 11 управления и индикатором 4 резонанса. На схеме 8 сравнения производится сравнение кодов с аналого-цифрового преобразователя 5 и буферного регистра 7, при этом соответствующие коды представляют собой текущее значение вибрации и измеренное на предыдущем такте. Работа буферного регистра 7 или схемы 8 сравнения тактируется блоком 11 управления . В момент прохождения максимума частотной характеристики индикатор 4 резонанса фиксирует критическую частоту вращения и амплитуду вибрации ротора. Достижение максимума фиксируется схемой И 10 по сигналам триггера 9 и схемы 8 сравнения кодов. Одновременно индикатор 13 коррекции фиксирует число оборотов, на которое необходимо скорректировать показания индикатора 4 резонанса. Источником информации для индикатора 13 коррекции является Д11намический корректор 12, связанный.с выходом преобразователя частота - код. 1 ил. (Л со 01 00 ГЧЭ О5 гч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 Н 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1101686 (21) 4013362/24-28 (22) 28.01.86 (46) 07.06.87. Бюл. У 21 (71) Харьковский филиал Центрального конструкторского бюро Союзэнергоремонта (72) В.К.Боярчук, В.Я.Красюк, В.Н.Маслий, С.Я.Попов, В.Б.Серга и А.С.Барков (53) 620.178.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1101686. кл. G 01 Н 13/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТ РЕЗОНАНСНЫХ КОЛЕБАНИЙ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Оно является усовершенствованием известного устройства по а.с..9 1101686. Целью изобретения является повышение точности определения критической частоты вращения вала за счет коррекции динамической погрешности измерений, вноси— мой преобразователем частота — код.

Сигнал с датчика 1 вибрации поступает на вход частотного детектора 2, выделяющего составляющую вибрации ротора оборотной частоты. Этот сигнал преобразуется аналого-цифровым преобразователем 5 в код и поступает на индикатор 4 резонанса. Частотный

„„SU„„1315826 А 2 детектор 2 управляется сигналом с датчика 3 оборотов, обеспечивая его перестройку синхронно с изменением частоты вращения исследуемого ротора.

Сигнал с датчика 3 оборотов поступает также на преобразователь 6 частота — код, выход которого соединен с блоком 11 управления и индикатором

4 резонанса. На схеме 8 сравнения производится сравнение кодов с аналого-цифрового преобразователя 5 и буферного регистра 7, при зтом соответствующие коды представляют собой текущее значение вибрации и измеренное на предыдущем такте. Работа буферного регистра 7 или схемы 8 сравнения тактируется блоком 11 управления. В момент прохождения максимума частотной характеристики индикатор

4 резонанса фиксирует критическую частоту вращения и амплитуду вибрации ротора. Достижение максимума фиксируется схемой И 10 по сигналам триггера 9 и схемы 8 сравнения кодов. Одновременно индикатор 13 коррекции фиксирует число оборотов, на которое необходимо скорректировать показания индикатора 4 резонанса. Источником информации для индикатора 13 коррекции является динамический корректор 12, связанный с выходом преобразователя частота — код. 1 ил.

1 13

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано преимущественно в теплоэнергетике для определения частот резонансных колебаний вращающегося вала, например критической частоты вращения ротора турбомашины и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. Р 1101686.

Целью изобретения является повышение точности определения критической частоты вращения вала за счет коррекции динамической погрешности измерений, вносимой преобразователем частота — код.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит размещаемый на контролируемом валу (не изображен) датчик 1 вибрации, подключенный к нему частотный детектор 2, датчик 3 оборотов, подключенный к управляющему входу детектора 2, цифровой индикатор 4 резонанса, аналого-цифровой преобразователь 5, включенный между выходом частотного детектора ? и первым входом индикатора 4 резонанса, преобразователь 6 частота — код,,включенный между датчиком 3 оборотов и вторым входом индикатора 4, подключенные параллельно к выходу аналого †цифрового пр образователя 5 гальванически связанные буферный регистр 7 и схему 8 сравнения кодов, подключенный к последней триггер 9, соединенную с ним схему И 10, второй вход которой. подключен к третьему выходу схемы 8 сравнения, а выход — к входу индикатора 4 резонанса, блок 11 управления, подключенный раздельными выходами к входам буферного регистра

7 и схемы 8 сравнения кодов, а входом — к выходу преобразователя 6 частота - код, Выход последнего соединен с динамическим корректором 12, выход которого соединен с информационным входом индикатора 13 коррекции, управляющий вход которого соединен с выходом схемы И 10.

Устройство работает следующим образом.

Полигармонический сигнал с выхода датчика 1 вибрации поступает на первый вход частотного детектора 2, которьп выделяет составляющую вибрации ротора оборотной частоты. Этот сигнал преобразуется аналого-цифровым преобразователем 5 в цифровой код, 5826 которнй поступает на один из входов цифрового индикатора 4 резонанса.Сигнал с выхода датчика 3 оборотов поступает на второй (управляющий) вход частотного детектора 2, обеспечивая его перестройку синхронно с изменением частоты вращения, а также на вход преобразователя 6 частота — код,сигнал с которого подается на блок 11 управления и индикатор 4 резонанса.

Цифровой код с выхода аналого-цифрового преобразователя 5 поступает на вход буферного регистра 7 и на один из входов схемы 8 сравнения кодов.

На второй вход схемы 8 подается код с выхода буферного регистра 7. Работа буферного регистра 7 и схемы 8 сравнения тактируется блоком 11 управления. По тактовому импульсу ТИ1 производится сравнение кода .текущего значения вибрации, поступившего на схему 8 сравнения с выхода аналого-цифрового преобразователя 5, с кодом, характеризующимся в буферном регистре 7. Тактовым импульсом ТИ2 обеспечивается запись кода текущего значения вибрации в буферный регистр 7.

А„,. < A - ди

А 1., Аю.

= А<„.+gy

1 значение вибрации в момент достижения ротором частоты вращения ц „.; значение вибрации в момент достижения ротором частоты вращения (uJ +дuf), гд А1

id 4 1Ь.1

30 Тактовые импульсы ТИ1 формируются блоком 1,1 управления по значению кода текущей частоты (d вращения. Ин t тервал между импульсами ТИ1 является величиной переменной и зависит от темпа набора оборотов турбомашиной, т,е. определяется длительностью интервала времени, за который приращение частоты вращения составит заранее заданную (фиксированную) величину дщ.

40 Тактовые импульсы ТИ2 формируются блоком 11 управления по заднему франту импульсов ТИ1.

В зависимости от значения кодов на входах схемы 8 сравнения на выхо45 дах последней формируется одно из условий

Ч

Составитель Ю. Петраковский

Редактор О.Юрковецкая Техред Н. Глущенко Корректор M.Øàðîøè

Заказ 2677

Тираж 499 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

3 13153

Анализ условий осуществляется логической схемой И 10. При достижении равенства А. „. = А,„,+д,, при условии, 1 1 что в предыдущем цикле измерения выполнялось условие А „> (А, +g которое запоминается триггером 9,схема И 10 разрешает срабатывание индикатора 4, который фиксирует частоту вращения в момент прохождения максимума частотной характеристики, т.е. критическую частоту вращения, а также амплитуду вибрации ротора,соответствующую данной критической скорости.

При снижении числа оборотов турбомашины нйже минимума частотной характеристики частота вращения не индицируется, так как условие

А ; (А ;+> не выполняется.

Одновременно цифровой индикатор 2р

13 коррекции фиксирует число оборотов, на которое необходимо скорректировать показания цифрового индикатора 4 резонанса, и знак коррекции.

При разгоне турбомашины знак коррек- 25 ции "+", при торможении

Динамический корректор работает следующим образом. На вход динамического корректора 12 с преобразователя 6 частота — код поступает код N; 3п текущей частоты д;. вращения, который меняется через равные промежутки времени Т (время квантования преК образователя 6 частота — код). Как всякий интегратор, преобразователь

6;выдает код N. усредненного за Время Т значения текущей частоты вра26 4 щения ; . Этот код отличается от истинного кода, соответствующего мгновенному значению щ; в момент окончания времени Т„, на величину где N; — последнее значение кода частоты вращения;

N < „— предыдущее значение кода частоты вращения;

ЛИ вЂ” половина приращения значения кода, которое пропорционально темпу набора (снижения) оборотов.

Поэтому динамический корректор осуществляет определение величины dN как половину разности двух соседних значений кодов частот вращения с соответствующим знаком.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для определения частот резонансных колебаний вращающегося вала по авт.св. У 1101686, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения критической частоты вращения вала, оно снабжено динамическим корректором, входом подключенным к выходу преобразователя частота — код, и индикатором коррекции, информационный вход которого соединен с выходом динамического корректора, а управляющий вход — с выходом схемы И.