Устройство для вибродиагностики

 

Изобретение относится к измеритель ной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет одновременного анализа нескольких спектральных составляющих . Два идентичных измерительных канала 1, содержащих вибродатчик 2 и усилитель 3, следящий фильтр 4 и АЦП 5 воспринимают и преобразуют входные сигналы, которые затем поступают на блоки 10 измерения амплитуд совместно с преобразованными сигналами с задатчика б оборотов. После вычисления о блоке 11 вычисления частотных характеристик результат поступает в блок 13 памяти. 5 ил.

сОюз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л G 01 Н 17/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4843547/28 (22) 28,06.90 (46) 15.12.92. Бюл. N 46 (71) Институт проблем моделирования в энергетике АН УССР (72) В.А.Гуляев, Ю.М.Коростиль, Ф.M.Äåäóченко и А.Е.Бугаев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1626094, кл, G 01 Н 1/08, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОДИАГНОСТИКИ (57) Изобретение относится к измеритель„„ Ы „„l 781556А1 ной технике. Цель изобретения — повышение Tc ности за счет одновременного анализа нескольких спектральных. составляющих. Два идентичных измерительных канала 1, содержащих вибродатчик 2 и усилитель 3, следящий фильтр 4 и АЦП 5 воспринимают и преобразуют входные сигналы, которые затем поступают на блоки 10 измерения амплитуд совместно с преобразованными сигналами с задатчика 6 оборотов.

После вычисления в блоке 11 вычисгения частотных характеристик результат поступает в блок 13 памяти. 5 ил, 1781556

Изобретение относится п измерению колебаний, в частности к измерению амплитуд колебаний, и предназначено для диагностирования по параметрам вибраций сложных технических обьектов, например газотурбинных двигателей.

Известно устройство, характеризующееся тем, что содержит вибродатчик, усилитель, блок сравнения, ключ, исполнительный элемент, следящий фильтр, датчик оборотов, измеритель и блок памяти. Недостатком этого устройства является невысокая точность, обусловленная возможностью одновременного анализа только одной спектральной составляющей вибросигнала.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является известное устройство-прототип, которое характеризуется тем, что содержит вибродатчик, усилитель, следящий фильтр, датчик оборотов, у множитель, формирователь импульсов, схему ИЛИ, преобразователь частот-код, блок памяти, аналого-цифровой преобразователь, два интегратора, блок сравнения, два таймера, генератор случайных импульсов, счетчик и сигнализатор. Недостатком устройства-прототипа является невысокая точность, обусловленная возможностью одновременного анализа только одной спектральной составляющей вибросигнала, Целью изобретения является устранение указанного недостатка;а именно, повышение точности, заключающееся в воэможности одновременного анализа нескольких спектральных составляющих, Указанная цель достигается тем, что в устройство для вибродиагностики, содер>кащее измерительный канал, состоящий иэ вибродатчика, усилителя, следящего фильтра и аналого-цифрового преобразователя, датчик оборотов, формирователь импульсов, преобразователь частота-код и блок памяти дополнительно введены второй измерительный канал, блок нелинейных преобразований и синхронизации, два блока измерения амплитуд, блок вычисления частотных характеристик и группа регистров, в каждом измерительном канале выход вибродатчика соединен со входом усилителя, выход которого соединен с первым входом следящего фильтра, выход которого соединен с аналоговым входом аналогоцифрового преобразователя. выход которого является выходом измерительного канала, выход датчика оборотов соединен со вторыми входами следящих фильтров, со входом преобразователя частота-код и со входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входами запуска аналого-цифровых преобразователей и с пер5

55 вым входом блока нелинейных преобразований и синхронизации, второй вход которого соединен с выходом преобразователя частота-код, а первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первыми, вторыми и третьими управляющими входами блоков измерения амплитуд, информационные входы первого блока измерения амплитуд соединены с выходом первого измерительного канала, с выходом преобразователя частота-код и с четвертым выходом блока нелинейных преобразований и синхронизации, информационные входы второго блока измерения амплитуд соединены с выходом второго измерительного канала, с выходом преобразователя частота-код и с четвертым выходом блока нелинейных преобразований и синхронизации, выходы первого блока измерения амплитуд соединены со входами (1) — (21) блока вычисления частотных характеристик, выхо- . ды BTOpolo блока измерения амплитуд соединены со входами (21 + 1) — (41) блока вычисления частотных характеристик, информационные входы группы регистров соединены с выходами блока вычисления частотных характеристик и блока памяти, вход которого соединен с выходом преобразователя частота-код, пятый выход блока нелинейных преобразований и синхронизации соединен с управляющим входом группы регистров, выход которой является выходом устройства.

Предлагаемое устройство реализует новый, неизвестный ранее подход к обработке диагностической информации, состоящий в том, что вибродатчики первого и второго измерительных каналов рассматриваются как вход и выход динамического звена, которое в полной мере характеризуется свои-, ми амплитудо-частотной и фазочастотной характеристиками, и соответственно, техническая реализация устройства не имеет ни сходных схемных решений, ни аналогий в технике диагностических устройств, На фиг. 1 представлена структурная схема заявляемого устройства; на фиг. 2 — одна из возможных реализаций следящего фильтра; на фиг, 3 — одна из возможных реализаций блока нелинейных преобразований и синхронизации; на фиг. 4 — одна из возможных реализаций блока измерения амплитуд; на фиг. 5 — одна из возможных реализаций блока вычисления частотных характеристик, Предлагаемое устройство, (фиг. 1) содержит два идентичных измерительных канала 1 (в дальнейшем одинаковыми номерами обозначены совершенно одинаковые по своему назначению и исполнению

1781556 блоки„ узлы, элементы; просто цифрами в скобках, стоящими сцаружи возле контура блока, узла, элемента, обозначены порядковые номера его входов l1 выходов), каждый из которь1х состоит из вибродатчика 2, усилителя 3, следящего фильтра 4 и аналогоцифрового преобразователя 5, датчик.6 оборотов, формирователь 7 импульсов, преобразователь 8 частота-код, блок 9 нелийейных преобразований и синхронизации два блока 10 измерения амплитуд, блок 11 вычисления частотных характеристик, группу регистров 12 и блок 13 памяти. В каждом измерительном канале I выход вибродатчика 2 соединен со входом усилителя 3, выход которого соединен с первым входом следящего фильтра 4, выход которого соединен с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя 5, выход которого является выходом измерительного канала 1. Выход датчика 6 оборотов соединен со вторыми входами следящих фильтров.4, со входом преобразователя 8 частота-код.и со входом формирователя 7 импульсов, выход которого соединен со входами запуска аналого-цифровых преобразователей 5 и 6 перв ым входом блока 9 нелинейных преобразований и синхронизации, второй вход которого соединен с выходом преобразователя 8 частота-код, а первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первыми, вторыми и третьими управляющими входами блоков 10 измерения амплитуд, Информационные входы первого блока 10 соединены с выходом первого измерительного канала 1, с выходом преобразователя 8 и с четвертым выходом блока.

9. Информационные входы второго блока 10 соединены с выходом второго измерительного канала 1, с выходом преобразователя

8 и с четвертым выходом блока 9, Выходы первого-блока 10 соединены со входами (1) — (2l) блока 11. Выходы второго блока 10 соединены со входами (2l + 1) — (4!) блока 11, Информационные входы группы регистров

12 соединены с выходами блоков 11 и 13.

Вход блока 13 соединен с выходом преобразователя 8. Пятый выход блока 9 соединен с управляющими входом группы регистров 12, выход которой является выходом устройства.

Вибродатчик 2 предназначен для преобразования вибраций исследуемого объекта в электрическое напряжение, Усилитель 3 предназначен для согласования выходного сопротивления вибродатчика 2 входным сопротивлением следящего фильтра 4.

Следящий фильтр 4 предназначен для преобразования сигналов на его первом и. втором входах в сигнал промежуточной частоты. Аналого-цифровой преобразователь 5 предназначен для преобразования входного аналогового сигнала в цифровой код.

5 Датчик 6 оборотов предназначен для преобразования частоты вращения исследуемого объекта в частоту электрического . сигнала, Формирователь 7 импульсов предназ10 начен для преобразования частоты сигнала, поступающего на его вход в последователь- . ность импульсов. .Преобразователь 8 частота-код предназначен для преобразования частоты сиг15 нала, поступающего на его вход, в цифровой код.

Блок 9 нелинейных преобразований и синхронизации предназначен для осуществления функциональных преобразований

20 над частотой вращения ротора, а также для синхронизации работы устройства.

Блок 10 измерения амплитуд предназначен для вычисления действительных и. мнимых частей комплексных амплитуд гар25 монических составляющих вибросигнала.

Блок 11 вычисления частотных характеристик предназначен для нахождения амплитудочастотных и фазочастотных " характеристик рассматриваемого динами30 ческого звена.

Группа регистров 12 предназначена для записи и временного. хранения поступающей информации.

Блок 13 памяти предназначен для пре35 образования входного сигнала, пропорционального частоте вращения исследуемого объекта в выходной сигнал, соответствующий амплитудно-частотной характеристике рассматриваемого динамического звена

40 для случая исправного состояния объекта диагностирования.

Вибродатчик 2 может быть выполне,с, например, по известной схеме пьезоэлектрического вибропреобразователя с входной

45 цепью(4), с, 96, рис. 4,2а, Усилитель 3 может быть выполнен по любой известной схеме усилителя с Btlcoким входным сопротивлением, например по схеме согласующего усилителя (4), с, 109, 50 рис. 4,10а, Аналого-цифровой преобразователь 5 может быть выполнен по любой известной схеме, например, на интегральной микросхеме К1113ПВ1, 55 Дат:.ик 6 оборотов можст быть выпол- . нен, например, по известной схеме тахогенератора (5).

Формирователь 7 импульсов может быть выполнен. по любой известной схеме, 1781556 например по схеме усилителя-ограничителя (6), с. 132, рис. 5,12.

Преобразователь 8 частота-код может быть выполнен по любой известной схеме, например по схеме преобразователя частоты в код(7).

Группа регистров 12 может быть выполнена по любой известной схеме, например, на интегральных микросхемах К561ИР6.

Блок 13 памяти может быть выполнен по любой известной схеме, например, на интегральной микросхеме КР556РТ4.

Следящий фильтр 4, одна из возможных реализаций которого приведена на фиг. 2, содержит полосовой фильтр 14, смеситель

15, преобразователь 16 частота-напряжение, регулятор 17 частоты и генератор 18, Выход полосового фильтра 14, вход которого является первым входом следящего фильтра 14, соединен с первым входом смесителя 15. Выход преобразователя 16 частота-напряжение. вход которого является вторым входом следящего фильтра 4, соединен со входом регулятора 17 частоты, выход которого соединен со входом генератора 18, выход которого соединен со вторым входом смесителя 15, выход которого явля. ется выходом следящего фильтра 4.

Полосовой фильтр 14 предназначен для выделения информативного участка частот.

Смеситель 15 предназначен для формирования сигнала промежуточной частоты, Преобразователь 16 частота-напряжение предназначен для преобразования частоты сигнала на своем входе в постоянное напряжение, Регулятор 17 частоты предназначен для изменения частоты сигнала генератора 18 под действием управляющего напряжения, поступающего с выхода преобразователя 16 частота-напряжение, Генератор 18 предназначен для генерации опорного сигнала.

Паласовой фильтр 14 может быть выполнен по любой известной схеме, например по схеме, приведенной в 8, с. 59, рис.

4.20.

Смеситель 15 может быть выполнен по любой известной схеме, например по схеме, приведенной в (9), с. 272, рис. 188а.

Преобразователь 16 частота-напряжение может быть выполнен по любой известной схеме, например по схеме, приведенной в (10).

Регулятор 17 частоты может быть выполнен по любой известной схеме, например по схеме, приведенной в (11), с. 359, рис. 10.

Генератор 18 может быть выполнен по любой известной схеме. например, по схеме, приведенной в (12), с. 333. рис. 18.1.

Блок 9 нелинейных преобразований и синхронизации, одна из возможных реализаций которого приведена на фиг. 3, содержит умножитель 19, узел 20 задания параметров, функциональный преобразователь 21, счетчик 22, схему 23 сравнения, схему 24 ИЛИ. первый и второй элементы 25 и 26 задержки. Выход умножителя 19. вход которого является вторым входом блока 9, соединен с первым входом схемы 23 сравнения и со входом узла 20, выходы которого соединены со входами функционального преобразователя 21. выходы которого являются четвертым выходом блока 9. Первый вход блока 9 соединен с первым входом схемы 23 сравнения и со входом узла 20, выходы которого соединены со входами функционального преобразователя 21, выходы которого являются четвертым выходом блока 9, Первый вход блока 9 соединен со входами элементов 25 и 26 задержки и со счетным входом счетчика 22, выход которого соединен со входом схемы 24 ИЛИ и со вторым входом схемы 23 сравнения, выход которой соединен с установочным входом счетчика 22 и одновременно является первым выходом блока 9. Выход схемы 24 ИЛИ соединен со вторым выходом блока 9. Выходы элементов 25 и 26 задержки соединены соответственно с третьим и пятым выходами блока 9.

Умножитель 19 предназначен для умно>кения входного числа на числе, определяющее количество оборотов ротора, по которым производится оценка комплексных амплитуд гармонических составляющих вибросигналов.

Узел 20 задания параметров предназначен для задания значений частот, кратных роторной частоте.

Функциональный преобразователь 21 предназначен для вычисления функций синуса и косинуса над поступающими на его вход числами, Счетчик 22 предназначен для подсчета импульсов, поступающих на его вход.

Схема 23 сравнения предназначена для формирования сигнала завершения оценки комплексных амплитуд гармонических составляющих вибросигнала.

Схема 24 ИЛИ предназначена для формирования сигнала установки нуля для блока 10.

Первый и второй элементы 25 и 26 задержки предназначены для генерации задержанных импульсов, необходимых для

1781556

9 управления работой блоков 10 (элемент 25) Регистры 29(1)-29(2!) могут быть выполи группой регистров 12 (элемент 26), нены по любой известной схеме, например, Умножитель 19, узел 20 задания пара- на интегральной микросхеме К556ИР6. метров и функциональный преобразователь Блок 11 вычисления частотных характе21 могут быть выполнены по схеме эапоми- 5 ристик, одна из возможных реализаций конающего устройства, например, на интег- торого приведена на фиг, 5, содержит два ральной микросхеме КР556РТ4. функциональных преобразователя 30, два

Счетчик 22 может быть выполнен по лю- фазометра 31, группу измерителей 32(1)— бой известной схеме, например, на интег- 32(I) амплитудно-частотных характеристик и ральной микросхеме 155ИЕ5. 10 группу измерителей 33(1) -33(!) фазочастотСхема 23 сравнения может быть выпол- ных характеристик. Входы первого преобнена по любой известной схеме, например, разователя 30 первого фазометра 31 на интегральной микросхеме цифрового соединены со входами (1) — (2!) блока 11.. компаратора К555СП1. Входы второго преобразователя 30 и второПервый и второй элементы 25 и 26 за - 15 го фазометра31 соединены со входами(21+ держки могут быть выполнены по любой из- 1)-(4I) блока 11. Первые выходы преобразовестной схеме, например по схеме вателей 30соединенысовходамиизмеригенератора задержанного импульса (13), с. теля 32(1}. I-е выходы преобразователей 30

285, рис. 2.83а.. соединены со входами измерителя 32(l).

Блок 10 измерения амплитуд. одна из 20 Первые выходы фазометров 31 соединены возможных реализаций которого приведена со входами измерителя 33(1). -е выходы на фиг. 4, содержит узел 27 нелинейных фазометров 31 соединены со входами измепреобразований, группу накапливающих рителя 33(l), Выходы измерителей 32(1)— сумматоров 28(1) — 28(2l} и группу регистров 32(l) и 33(1) — 33(l) являются выходом блока

29(1) -29(2!). Информационные входы блока 25 11.

10соединены с информационными входами Первый и второй функциональные преузла 27 нелинейных преобразований, Пер- образователи 30 предназначены для вычисвый управляющий вход блока 10 соединен с ления амплитуд вибросигналов, управляющими входами группы регистров измеряемых в первом и.втором измеритель2g(1)-.- 29(2l). Второй управляющий вход 30 ных каналах соответственно. блока 10 соединен со входами установки Первый и второй фазометры 31 преднуля группы накапливающих сумматоров назначены. для вычисления фаз гармониче.28(1)-28(2l),Третийуправляющийвходбло- ских. компонент вибросигналов, ка 1 соединен с управляющими входами уз-: измеряемых в первом и втором измерительла 27 и группы накапливающих сумматоров 35 ных каналах соответственно.

28(1) — 28(2!). Выходы узла 27 соединены с Первый и второй фазометры 31 прединформационными входами группы накап- . назначены для вычисления фаз гармоничеливающих сумматоров 28(1) — 28(2I), выходы ских компонентов вибросигналов, которой соединены с информационными измеряемых.о первом и втором измерительвходами группы регистров 29(1) — 29(2!), вы- 40 ных.каналах соответственно. ходы которой являются выходом блока.10. Измерители 32(1) — 32(l) предназначены

Узел 27 нелинейных преобразований для вычисления амплитудно-частотной хапредназначен для вычисления гармониче- рактеристики рассматриваемого динамических составляющих входного сигнала с час- ского звена. тотами, кратными роторной частоте. 45 . Измерители 33(1) — 33(!) предназначены

Накапливающие сумматоры 28(1) — для вычисления фазочастотной характери28(2!) предназначены для вычисления дейст- стики рассматриваемого динамического вительных и мнимых частей комплексных звена. амплитуд гармонических составляющих, Функциональные преобразователи 30, Регистры 29(1) — 29(2!) предназначены 50 фазометры 31, измерители 32(1) — 32(l), 33(1) для записи и временного хранения поступа- — 33(l) могут быть выполнены, например, на ющей информации. интегральной микросхеме постоянного эаУзел 27 нелинейных преобразований номинаащего устройства КР556РТ4. может быть выполнен по любой известной Работа предлагаемого устройства осносхеме, например. на интегральной микро- 55 вана на том, что сигналы от первого и второсхеме К556РТ4, го вибродатчиков рассматриваются как

Накапливающие сумматоры 28(1) — сигналы соответственно на входе и на выхо28(2!)могутбытьвыполненыполюбойизве- де некоторого динамического звена, котостной схеме, например, по схеме накапли- рое в полной мере характеризуется своими вающего сумматора 14. фиг, 1. амплитудно-частотной и фазочастотной ха1781556

Известно, что если число импульсов в сигнале от датчика оборотов за один оборот ротора равно Й, то выходные сигналы действительных и мнимых частей комплексных амплитуд можно описать формулами

В,А = g Р(т„) сов, ОГ!<1 2 л "м 2ztk m

m =Î

> (/() 2_#_ g р() 2_#_Кп1 (2) где k — кратность частоты гармонической составляющей;

Р(т(()) — мгновенное дискретное значение вибросигнала на выходе аналого-цифрового преобразователя, r — число, определяющее количество оборотов ротора, по которым производится оценка ReA и !А, . Амплитуды гармоническйх компонент вибросигналов, измеряемых первым и вторым измерительными каналами, на частотах

kfp, где fp — роторная частота. соответственно равны

A (k! (3) A (k! (4) Амплитудно-частотная характеристика объекта на частотах Ир, H(kfp) = AZ /А! " (5) Фазочастотная характеристика (6) рактеристике (3). Значение фазочастотной характеристики ФЧХ соответствует разности расстояний от источника вибраций до первого и до второго датчиков. Информация об изменении амплитуд по диаграмме измеряемой амплитудно-частотной характеристики АЧХ дает возможность найти соответствие между изменениями структурных параметров. Такая информация получается путем сопоставления измеряемой АЧХ с эталонной на данной частоте вращения ротора. При этом целесообразно выделять комплексные амплитуды гармонических составляющих вибросигнала на нескольких частотах, кратных роторной частоте, так как последние teíäôéôó10òñÿ вполне определенными генераторами, возникающими в определенных узлах диагностируемого объекта. образом

10 В каждом из измерительных каналов 1 вибрационный процесс воспринимается вибродатчиком 2, где он преобразуется в электрический сигнал, который после прохождения через усилитель 3 поступает.на

15 первый вход следящего фильтра 4. Датчик 6

20 вибросигнала на роторной частоте, поступа25 ет на аналоговый вход аналого-цифрового

30 параллельный цифровой код, соответствую40 щий числу N, который поступает на соответ45

55 где (/)1 = arctg (!(пА1И/ВеА1И (7) (а " = агст9(!тАР/ВеА2()) (8). представляет собой фазы гармонических компонент вибросигналов на частотах kfp.

Устройство, структурная схема которого приведена на фиг. 1, работает следующим оборотов преобразует скорость вращения исследуемого объекта в частоту электрического сигнала, поступающего на второй вход следящего фильтра 4, на вход формирователя 7 импульсов и на вход преобразователя 8 частота-код. С выхода следящего фильтра 4 отфильтрованный сигнал, значение которого пропорционально значению преобразователя 5, Формирователь 7 импульсов преобразует сигнал роторной частоты в последовательность импульсов, которые поступают на вход запуска аналого-цифрового преобразователя 5 и íà пер-вый вход блока 9 нелинейных преобразований и синхронизации. Таким образом, аналого-цифровой преобразователь 5 осуществляет дискретизацию входноro аналогового сигнала синхронно с роторной частотой, Преобразователь 8 частота-код преобразует частоту сигнала, поступающего с датчика 6 оборотов в ствующие информационные входы обоих блоков 1.0, измерения амплитуд и на вход блока 13 памяти, в котором. хранится АЧХ для исправного объекта, В каждом из блоков 10 определяются действительные и мнимые части комплексных амплитуд согласно выражениям (1) и (2) для гармонических составляющих роторной частоты. Таким образом, каждый блок 10 находит 2! значений, С выходов блоков 10 полученные значения поступают на входы блока 11 вычисления частотных характеристик. который определяет АЧХ и ФЧХ согласно выражений (5) и (6) для гармоник.ротпрной частоты. С выхода блока 11 информация поступает на вход группы регистров 12, на другой вход которой поступает информация с выхода блока

13. Блок 13 выполняет преобразование роторной частоты, поступающей с выхода бло13

14 ка 8 в АЧХ для гармонических составляющих роторной частоты при исправном состоянии обьекта, Выход блока 12, управляемого сигналом с пятого выхода блока 9, используется для пересылки ин- 5 формации с целью дальнейшей обработки. например, в персональную ЭВМ.

Следящий фильтр 3, структурная схема которого приведена на фиг. 2, работает следующим образом. 10

Сигнал с выхода усилителя 3 поступает на первый вход следящего фильтра 4, который является входом полосового фильтра

14, выделяющего информативный участок частот. С выхода полосового фильтра 14 сиг- 15 нал поступает на первый вход смесителя 15.

Сигнал роторной частоты поступает на второй вход следящего фильтра 4, являющийся входом преобразователя 16 частота-напряжение, который преобразует частоту вход- 20 ного сигнала и постоянное напряжение. С выхода преобразователя 16 сигнал поступает на вход регулятора 17 частоты. Регулятор

17 частоты подключен к контуру генератора

18, как показано в (11), с. 359, рис. 10. осу- 25 ществляя его перестройку таким образом, что разностная частота, выделяющаяся в резонансной нагрузке смесителя 15, остается неизменной.

Блок 9 нелинейных преобразований и 30 синхронизации, структурная схема которого приведена на фиг. 3. работает следующим образом

Умножитель 19 преобразует сигнал, со- 35 ответствующий количеству импульсов за один оборот ротора N, поступающий по второму входу блока 9, в сигнал, соответствующий количеству импульсов за r оборотов, по которым оцениваются амплитуды вибросиг- 40 налов m = rN. Сигнал, соответствующий m, поступает на узел 20 задания параметров и на первый вход схемы 23 сравнения. Узел 20 реализует преобразования: g<(m)

2xkt m 2 7k I m 45 ..., gI(m) = и имеет выходов. ,k<;..ki — номера гармоник роторной частоты

С выходов узла 20 полученные значения поступают на входы функционального преобразователя 21, который над каждым 50

2 k m входным значением gi — „осуществляет два преобразования: sing! u cosgi. Таким образом, узел 21 имеет 2! выходов, являющихся четвертым выходом бло:a 9. 55

Счетчик 22 подсчитывает импульсы, поступающие по первому входу блока 9. С приходом (m + 1)-го импульса изменяется состояние на выходе схемы 23 сравнения и происходит обнуление счетчика. Кроме того, все разряды выход счетчика являются соответствующими разрядами входа схемы

24 ИЛИ, На выходе схемы 24 ИЛИ присутствует нулевой потенциал в случае, когда все ее входные разряды имеют низкий уровень.

В этот момент происходит установка в нуль узлов 28(1) — 28(2!) блока 10, Элементы 25 и

26 задержки формируют на своих выходах задержанные импульсы. Первый — третий выходы блока 9 используются для синхронизации блоков 10, пятый выход блока 9 — для синхронизации блока 12.

Блок 10 измерения амплитуд, структурная схема которого приведена на фиг. 34, работает следующим образом.

На информационных входах каждого из блоков 10 имеется: p(tm) — с выхода измерительного канала 1, sing, cosg — с четвертого выхода блока 9. N — с выхода преобразователя 8. По сигналу, поступающему на второй управляющий вход блока 10, все накапливающие сумматоры 28(1) — 28(2!) устанавливаются в нулевое состояние. Затем, по сигналу, поступающему на третий управляющий вход блока 10, соединенный с управляющими входами узла 27 нелинейных преобразований и накапливающих сумматоров 28(1) — 28(2!). происходит суммирование информации, поступающей с узла 27 и информации, хранящейся в сумматорах

28(1) — 28(2!). На выходах узла 27 имеются значения —.. р (t m ) cos u

4г 2xk(m

N N

4 7г 2zrk f m . р (t m ) sin „„.. Всего 2I выходов. Задержка сигнала, поступающего на третий управляющий вход блока 10, осуществляется элементом 25 блока 9 и определяется временем срабатывания аналого-цифрового преобразователя 5 и узла 27 блока

10. С выходов группы накапливающих сумматоров 28(1) -28(2!) информация записывается в группу регистров 29(1) — 29(2!). По завершении m циклов суммирования в регистрах 29(1) — 29(2I) имеются значения действительных и мнимых частей комплексных амплитуд гармонических составляющих (1) и (2) для m гармоник роторной частоты. По сигналу, поступающему на первый управляющий вход блока 10, соединенный с управляющими входами группы регистров 29(1)—

29(2I), эта информация считывается на выходы блока 10. По сигналу, поступающему на второй управляющий вход блока 10, накапливающие сумматоры 28(1) — 28(2I) вновь устанавливаются в нулевое состояние, и блок 10 готов к оценке амплитуд за следующие r оборотов ротора..1781556

20

Блок 11 Bbi4wcRBHMA i18ctoTHbix x3pGKTQ ристик, структурная схема которого приведена на рис,5, работает. следующим образом, Первый функциональный преобразователь 30 преобразует поступающие на pro входы сигналы в сигналы, соответствующие значениям амплитуд 1 гармонических составляющих вибросигналов, измеряемых первым измерительным каналом 1. Он реализует зависимость (3), Точно также второй функциональный преобразователь 30 реализует зависимость (4). Второй и первый фэзометры 31 реализуют зависимости (7) и (8) соответственно. На первых выходах первого и второго узлов 30 имеется соответственно А и A2 На 1-ых выходах — А (1 и

А2" . Измерителй 32" — 32" вычисляют АЧХ обьекта согласно выражения (53). Измерители 33(1) — 33(1) измеряют ФЧХ обьекта согласно выра>кения (6), Изобретение было создано в процессе выполнения НИР по теме "Контроль-Б" по плану поисковых и фундаментальных работ

АН УССР, Социально-экономический эффект от использования предлагаемого изобретения состоит в повышении безопасности полетов в авиации и повышении безопасности обслуживания турбоагрегатов в энергетике.

Формула изобретения

Устройство для вибродиагностики, содержащее измерительный канал, выполненный в виде последовательно соединенных вибродатчика, усилителя, следящего фильтра и аналого-цифрового преобразователя, последовательно соединенные датчик оборотов и формирователь импульсбв, преобразователь частота-код и блок памяти, о тл и ч а ю щ е е с я гем, что, с целью повышения точности за счет одновременного анализа нескольких спектральных составляюших, оно снабжено вторым измерительным каналом, идентичным первому измерительному каналу, блоком нелинейных преобразований и синхронизации, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов и входами запуска аналого-цифровых преобразователей первого и второго измерительных каналов, первым и вторым блоками измерения амплитуд, группы управляющих входов которых соединены с первым, вторым и третьим выходами блока нелинейных преобразований и синхронизации, первые информационные входы — с выходами соответствующих аналого-цифровых преобразователей, а вторые информационные входы с четвертым выходом блока нелинейных преобразований и синхронизации, блоком вычисления частотных характеристик, первая и вторая группы входов которого соединены соответственно с выходами первого и второго блоков измерения амплитуд, и блоком регистров, первый информационный вход которого соединен с выходом блока вычисления часто гных характеристик, управляющий вход с пятым выходом блока нелинейных преобраэований и синхронизации, а второй информационный вход — с выходом блока памяти, вход которого соединен с третьими информационными входами блоков измерения амплитуд, вторым входом блока нелинейных преобразований и синхронизации и выходом преобразователя частота-код, вход которого соединен с выходом датчика оборотов и вторыми входами следящих фильтров.

1781556

Фи 4

Фиг 5

Составитель А,Бугаев

Техред М,Моргентал

Корректор Н.Ревская

Редактор В.Трубченко

Заказ 4268 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101