Устройство для измерения колебательной скорости вибрирующих тел с жесткой поверхностью сложной конфигурации

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к системам для измерения колебательной скорости при вибрационной диагностике. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения колебаний поверхности отдельных блоков измеряющего устройства. Устройство содержит экранирующую пластину 7, установленную на собственном основании перед оптическим и лазерным блоками 1 и 2 с воздушным зазором, в теле экранирующей пластины 7 выполнены отверстия так, что они расположены непосредственно перед объективами оптического и лазерного блоков 1 и 2, собственное основание пластины 7 снабжено виброизолирующей прокладкой. Анализ сигналов производится в анализаторе 6 напряжения, накопителе 4 данных и компьютерной системе 5 после прохождения лучом электронного успокоителя 3. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к системам для измерения колебательной скорости при вибрационной диагностике.

Известно устройство для измерения величины ускорений отдельных частей вибрирующих объектов посредством установки на их поверхности акселерометров. Электрическими кабелями акселерометры связаны с осциллографом. Устройство работает следующим образом: данные о виброускорениях, испытываемых той частью объекта, где установлен акселерометр, поступают в виде электрических сигналов по кабелям на осциллограф. Затем они воспроизводятся на экране или на бумаге и анализируются. По записи на осциллограмме судят об амплитуде ускорений при вибрациях и производят анализ вибропрочности исследуемой части объекта.

Недостатком устройства такого типа является то, что для установки акселерометров на поверхности вибрирующего объекта к посадочной поверхности предъявляется ряд специальных требований: по величине площадки под акселерометр, чистоте поверхности, плоскостности этой площадки. Эти требования ограничивают применение устройства для исследования вибропрочности объектов со сложной конфигурацией поверхности.

Наиболее близким к изобретению является система измерений колебательной скорости бесконтактного типа, которая представляет собой устройство, состоящее из оптической и лазерной единиц, электронного успокоителя, компъютерной системы, накопителя данных, анализатора напряжений и корпуса. Система позволяет производить измерение колебательной скорости вибрирующего объекта без непосредственного контакта с ним. О величине колебательной скорости судят путем сравнения значений опорного и отраженного лазерных сигналов, преобразованных в электрические сигналы и поступившие в накопитель данных, а оттуда - в компьютерную систему. Здесь данные интегрируются и передаются в анализатор напряжений. По показаниям анализатора напряжений диагностируют прочностные характеристики исследуемого объекта. При измерениях весь комплект приборов системы установлен на штативе в помещении для виброиспытаний в непосредственной близости от вибрирующего объекта. Система позволяет производить анализ напряжений в объекте сложной конфигурации (например, в местах соединения кронштейнов с корпусом машины, где поверхность является криволинейной) с жесткой поверхностью.

Недостатком описанного устройства для измерений является то, что при большой величине амплитуды вибрирующего объекта в окружающей его среде возникает акустическое поле, действует на незащищенную поверхность оптической и лазерной единиц. Это приводит к колебаниям их поверхности, а значит и к непредусмотренным колебаниям луча, снижает точность сравнения опорного и отраженного сигналов, а значит и точность измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений колебательной скорости вибрирующего объекта за счет устранения колебаний поверхности отдельных единиц (или блоков) измеряющего устройства.

Это достигается тем, что устройство снабжено экранирующей пластиной, установленной на основании перед оптическим и лазерным блокам и с воздушным зазором, в которой выполнены отверстия, расположенные перед объективами соответственно оптического и лазерного блоков. Кроме того, оно снабжено виброизолирующей прокладкой, установленной на основании экранирующей пластины.

Устройство содержит оптическую единицу 1, лазерную единицу 2, электpонный успокоитель 3, накопитель данных 4, компьютерную систему 5, анализатор напряжений 6, электрически связанные между собой экранирующую пластину 7 с отверстиями на виброизолирующей прокладке 8, установленную с зазором перед оптической и лазерной единицами.

На фиг. 1 приведена схема предложенного устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Лазерная единица 2 генерирует луч с частотой опорного сигнала. Луч проходит через отверстие в экранирующей пластине 6 и, отражаясь от жесткой поверхности вибрирующего объекта, возвращается через отверстие в экранирующей пластине, установленной на виброизолирующей прокладке 8, в объектив оптической единицы 1, следуя далее на электронный успокоитель 3. Луч преобразуется в электрические сигналы, анализ которых производится в накопителе данных 4 и компьютерной системе 5. Здесь данные о колебательной скорости интегрируются с целью получения величины виброускорений, испытываемых исследуемой частью объекта, и передаются на анализатор напряжений 6. По показаниям анализатора напряжений 6 диагностируют прочностные характеристики исследуемого объекта.

Предлагаемое устройство для измерений колебательной скорости позволяет повысит точность измерений на 10-50% за счет установки экранирующей пластины с отверстиями, выполненными напротив объективов лазерной и сканирующей единиц, на виброизолирующей прокладке. Введение экранирующей пластины позволяет устранить колебания лазерных лучей (опорного и отраженного), возникающих при колебаниях поверхности лазерной и оптической единиц в результате действия на них акустического поля вибрирующего объекта. Процесс измерения без влияния колебаний упругой среды, где находится измерительное устройство, повышает точность измерений.

Экранирующая пластина позволяет исключить вибрации оптической и лазерной единиц во время измерений.

Таким образом, изобретение позволяет производить измерения колебательной скорости вибрирующих тел без непосредственного с ними контакта. Это позволяет исследовать напряжения в телах со сложной конфигурацией поверхности, например, в местах плавных соединений кронштейнов с корпусами машин, а установка экранирующей пластины с отверстиями с воздушным зазором на виброизолирующей прокладке обеспечивает повышение точности измерений на 10-50% за счет уменьшения амплитуды колебаний поверхности лазерной и оптической единиц устройства при гашении этих колебаний за счет жесткостных качеств пластины и исключения непосредственного действия акустических волн при их отражении от экранирующей пластины.

Предлагаемое устройство может найти применение в измерительной технике при определении величины колебательной скорости вибрирующего объекта.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СКОРОСТИ ВИБРИРУЮЩИХ ТЕЛ С ЖЕСТКОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ, содержащее оптический и лазерный блоки и электрически связанные между собой электронный успокоитель, накопитель и компьютерную систему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено экранирующей пластиной, установленной на основании перед оптическим и лазерным блоками с воздушным зазором и в которой выполнены отверстия, расположенные перед объективами соответственно оптического и лазерного блоков.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено виброизолирующей прокладкой, установленной на основании экранирующей пластины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2