Способ измерения вибраций

Авторы патента:

Кочегаров Игорь Иванович (RU)

Юрков Николай Кондратьевич (RU)

Држевецкий Алексей Львович (RU)

Григорьев Алексей Валерьевич (RU)

Кузнецов Сергей Владимирович (RU)

Затылкин Александр Валентинович (RU)

Држевецкий Юрий Алексеевич (RU)

Деркач Валерий Александрович (RU)

G01H9/00 - Измерение механических колебаний или ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых колебаний с использованием средств, чувствительных к излучению, например оптических средств

Владельцы патента RU 2535522:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике. На исследуемый объект в качестве тест-объекта наносят светоотражающие метки круглой формы. Формируют бинарные изображения этих меток и следов их вибрационного размытия. При отсутствии вибраций определяют координаты центра тяжести каждой метки, ее радиус. При наличии вибраций формируют дополнительную матрицу, каждый фрагмент которой представляет собой соответствующий след вибрационного размытия метки, повернутый на 90° относительно центра тяжести метки. Для каждой метки формируют по две области непересечения, каждая из которых представляет собой область связанных элементов, принадлежащих следу вибрационного размытия метки, но не принадлежащих соответствующему ей фрагменту дополнительной матрицы. Определяют координаты центров тяжести областей непересечения метки. Из центра тяжести каждой метки через центр тяжести одной из ее областей непересечения проводят направляющий луч этой метки. Определяют координаты двух характеристических точек метки. Полуширину следа вибрационного размытия метки определяют как разность между расстоянием от центра тяжести этой метки до ее первой характеристической точки. Величину проекции вектора амплитуды виброперемещения метки определяют как разность между полушириной следа вибрационного размытия этой метки и ее радиусом. Направление этой проекции определяют как угол наклона направляющего луча метки в плоскости изображения. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 7 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к оптическим способам измерения параметров вибраций, и может быть использовано для контроля работоспособности узлов и модулей радиоэлектронной аппаратуры.

Известен способ измерения параметров вибраций (патент 2097710 РФ, МПК G01H 1/08. Способ исследования колебаний / Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Вагарин В.А. - №94029365/28; заявл. 05.08.1994; опубл. 27.11.1997), заключающийся в том, что на вибрирующий объект направляют лазерное излучение и принимают отраженный сигнал. Зондирующий и отраженный сигналы суммируют, полученный результирующий световой сигнал преобразуют в электрический и регистрируют спектр этого сигнала. По полученному спектру сигнала судят об амплитудах вибрации объекта. К недостаткам этого способа следует отнести сложность, громоздкость и высокую стоимость оборудования, большое энергопотребление, высокие требования к качеству поверхности исследуемого объекта, высокие требования к состоянию атмосферы (определенная влажность, отсутствие запыленности и т.п.), кроме того, не определяется направление вибраций.

Известен способ измерения параметров вибраций (патент 2061242 РФ, МПК G01P 15/08, G01H 1/00. Трехкомпонентный пьезоэлектрический виброакселерометр с одним чувствительным элементом / Кобяков И.Б. - №94019569/28; заявл. 27.05.1994; опубл. 27.05.1996), заключающийся в том, что на вибрирующем объекте устанавливается пьезоэлектрический трехкомпонентный датчик виброускорений, содержащий один чувствительный элемент. К недостаткам этого способа следует отнести то, что контактный пьезочувствительный вибродатчик является источником погрешности измерений, если его масса и габариты сравнимы с соответствующими показателями вибрирующего объекта. Если, например, требуется измерить амплитуды и направления вибраций узла радиоэлектронной аппаратуры, смонтированного на печатной плате, то погрешность, вносимая изделиями пьезокерамики в форме прямоугольных параллелепипедов с квадратным основанием около 10 мм и высотой, сравнимой с размерами основания, будет весьма существенной. К тому же, в узлах печатного монтажа, как правило, требуется измерять вибрации одновременно во многих точках этих узлов. Установка большого числа вибродатчиков с громоздким навесным монтажом может увеличить вносимую погрешность до неприемлемых величин.

Наиболее близким по технической сущности является способ измерения параметров вибраций (патент 2395792 РФ, МПК G01H 9/00. Способ измерения параметров вибрации объекта / Пронин С.П., Зрюмов Е.А., Юденков А.В. - №2009125845/28; заявл. 06.07.2009; опубл. 27.07.2010), заключающийся в том, что на вибрирующем объекте закрепляют трафарет с нанесенными на него группами параллельных штрихов различной ширины, имеющих общую ось симметрии, с расстоянием между штрихами в группе, равным удвоенной ширине штриха. С помощью видеокамеры формируют на экране монитора компьютера изображение трафарета с вибрационным размытием и фиксацией соответствующей частоты кадровой развертки видеокамеры, равной частоте вибрации объекта. После этого регистрируют в неподвижном изображении трафарета нулевой контраст в группе наиболее широких штрихов. По ширине штриха в этой группе судят о размахе виброперемещения объекта и, следовательно, о модуле вектора амплитуды виброперемещения этого объекта. К недостаткам этого способа следует отнести то, что измерения возможны только в том случае, если направление вектора амплитуды виброперемещения объекта перпендикулярно оси симметрии штрихов. Если это условие не выполняется, то нулевой контраст в группе штрихов не несет информации о модуле вектора амплитуды виброперемещения объекта. Т. е. измерение направления вектора амплитуды виброперемещения объекта этим способом невозможно, а измерение модуля этого вектора возможно только в том случае, если его направление известно заранее. Количество групп штрихов на трафарете должно быть равно требуемому коэффициенту перекрытия по динамическому диапазону модуля вектора амплитуды виброперемещения объекта. Поэтому с повышением требований к точности измерений усложняется трафарет, растут его масса и габаритные размеры. А это, в свою очередь, снижает точность измерений.

Техническим результатом предлагаемого способа измерения вибраций является расширение возможностей измерения параметров вибраций исследуемого объекта за счет бесконтактного трехкоординатного измерения модулей и направлений векторов амплитуды виброперемещения нескольких выбранных точек исследуемого объекта одновременно.

Предлагаемый способ измерения вибраций основывается на том, что на исследуемый объект в качестве тест-объекта наносят в требуемых местах светоотражающие метки в виде точек круглой формы, формируют бинарные растровые изображения этих меток и следов их вибрационного размытия. При отсутствии вибраций определяют координаты центра тяжести каждой метки, ее площадь и по площади определяют ее радиус. При наличии вибраций формируют бинарное растровое изображение следов вибрационного размытия меток.

Проекция вектора амплитуды виброперемещения каждой метки на направление, перпендикулярное плоскости изображения, прямо пропорциональна приращению радиуса метки вследствие ее вибрационного размытия, то есть разности между полушириной следа вибрационного размытия метки и ее радиусом, определенным при отсутствии вибрации. Направление проекции вектора амплитуды виброперемещения метки на плоскость изображения определяет угловое положение следа вибрационного размытия метки. Величина этой проекции прямо пропорциональна разности между расстоянием от центра тяжести метки до границы следа ее вибрационного размытия в направлении вибрации и полушириной этого следа.

Для определения углового положения следа вибрационного размытия каждой метки, полуширины этого следа, расстояния от центра тяжести метки до границы следа в направлении вибрации формируют дополнительную матрицу, каждый фрагмент которой представляет собой след вибрационного размытия соответствующей метки, повернутый на 90° относительно центра тяжести этой метки. Для каждой метки формируют две области непересечения, каждая из которых представляет собой область связанных элементов, принадлежащих следу вибрационного размытия метки, но не принадлежащих соответствующему фрагменту дополнительной матрицы, и определяют координаты центров тяжести областей непересечения. Из двух областей непересечения, соответствующих метке, выбирают направляющую. За направляющую область непересечения метки принимается та из ее областей непересечения, абсцисса центра тяжести которой превышает абсциссу центра тяжести этой метки. В случае равенства этих абсцисс за направляющую область непересечения принимается та, ордината центра тяжести которой превышает ординату центра тяжести метки. Из центра тяжести метки через центр тяжести ее направляющей области непересечения проводят направляющий луч метки. Определяют координаты первой и второй характеристических точек метки. Первая характеристическая точка метки представляет собой точку пересечения направляющего луча этой метки с граничным элементом соответствующего фрагмента дополнительной матрицы. Вторая характеристическая точка метки представляет собой точку пересечения направляющего луча этой метки с граничным элементом следа ее вибрационного размытия. Полуширину следа вибрационного размытия метки определяют как расстояние от центра тяжести метки до ее первой характеристической точки. Величину проекции вектора амплитуды виброперемещения на направление, перпендикулярное плоскости изображения, определяют как разность между полушириной следа вибрационного размытия метки и радиусом этой метки. Направление проекции вектора амплитуды виброперемещения метки на плоскость изображения определяют как угол наклона ее направляющего луча. Величину этой проекции определяют как разность между расстоянием от центра тяжести метки до второй характеристической точки этой метки и полушириной следа ее вибрационного размытия. В результате решается задача бесконтактного трехкоординатного измерения модулей и направлений векторов амплитуды виброперемещения нескольких выбранных точек исследуемого объекта одновременно.

На фиг.1 представлена структура следа вибрационного размытия метки. На фиг.2 представлена взаимно ортогональная система следов вибрационного размытия меток и соответствующих им элементов дополнительной матрицы. На фиг.3 представлена структура областей непересечения меток. На фиг.4 представлена структура следов вибрационного размытия меток с обозначенными на них центрами тяжести областей непересечения меток. На фиг.5 представлена структура следов вибрационного размытия меток с обозначенными на них центрами тяжести областей непересечения меток, центрами тяжести меток и направляющими лучами меток. На фиг.6 представлена структура следов вибрационного размытия меток с обозначенными на них центрами тяжести меток, направляющими лучами меток и вторыми характеристическими точками меток. На фиг.7 представлена структура фрагментов дополнительной матрицы с обозначенными на них центрами тяжести меток, направляющими лучами меток и первыми характеристическими точками меток.

Бесконтактное трехкоординатное измерение модулей и направлений векторов амплитуды виброперемещения нескольких выбранных точек исследуемого объекта одновременно достигается за счет того, что движение любой точки исследуемого объекта описывается в трехмерной системе координат, в которой вектор движения характеризует величину и направление действия вибрации. Проекции вектора амплитуды виброперемещения на оси координат однозначно определяют модуль этого вектора и его направление в заданной системе координат.

Для регистрации вибраций выбирают несколько участков исследуемого объекта, на каждый из которых наносят светоотражающие метки круглой формы. Формируют бинарное изображение этих меток. При отсутствии вибраций по этому изображению определяют координаты центров тяжести меток, их площади и по этим площадям вычисляют радиусы меток. При наличии вибраций происходит модуляция местоположения меток в направлении действия вибраций в плоскости изображения, а также в перпендикулярном к этой плоскости направлении. В результате формируется изображение следов вибрационного размытия меток. Плоское изображение следа вибрационного размытия метки несет полную информацию о проекциях вектора амплитуды виброперемещения этой метки на координатные оси в трехмерном пространстве, то есть о величине и направлении этого вектора. Если принять, что в декартовой системе координат плоскость изображения «Х0Y», а ось Z перпендикулярна плоскости изображения, то модуль вектора амплитуды виброперемещения метки:

$A^{k} = \sqrt{(A_{z}^{k}) + {(A_{x y}^{k})}^{2}} (1)$

где k - порядковый номер метки; А^k - модуль вектора амплитуды виброперемещения k-й метки; $A_{z}^{k}$ - проекция вектора амплитуды виброперемещения k-й метки на направление, перпендикулярное плоскости изображения; $A_{x y}^{k}$ - проекция вектора амплитуды виброперемещения k-й метки на плоскость изображения.

Предлагаемый способ позволяет по следу вибрационного размытия метки выделить величину и направление проекции вектора амплитуды виброперемещения метки в плоскости изображения и величину проекции этого вектора на направление, перпендикулярное этой плоскости. Процесс определения составляющих вектора амплитуды виброперемещения метки по следу ее вибрационного размытия можно разделить на несколько этапов. Первым из них является формирование изображения следов вибрационного размытия меток. Из всего многообразия считывающих устройств наиболее распространены устройства телевизионного типа с применением приборов с зарядовой связью, на мишени которых величина накопленного заряда пропорциональна освещенности ячейки матрицы мишени и времени воздействия света на эту ячейку. Таким образом, уже на мишени считывающего устройства за время накопления заряда, равного примерно периоду повторения считывания кадров, формируется весь след или его часть. Вполне очевидно, что весь след при частоте вибрации менее частоты считывания кадров на мишени считывающего устройства зафиксировать невозможно. Поэтому полностью след вибрационного размытия метки в этом случае следует записывать в течение нескольких кадров и сохранять на время, необходимое для дальнейшей обработки в виде фрагмента матрицы следов вибрационного размытия меток, размер которой совпадает с размером матрицы считывающего устройства. Для примера: при частоте вибраций 1 Гц и при частоте кадров 50 Гц требуется накапливать заряд в течение времени более чем 1 сек, то есть в течение более чем 50 кадров. При частоте вибраций более 50 Гц требуется один кадр считывания. Матрица следов вибрационного размытия меток состоит из бинарных элементов. Поэтому уровень логической «1», соответствующий элементу следа вибрационного размытия метки, при последующем обращении к той же ячейке подтверждается и сохраняется на время последующей обработки. Структура следа вибрационного размытия метки представлена на фиг.1.

Для определения проекций векторов амплитуд виброперемещения меток на плоскость изображения А_xy и на направление, перпендикулярное этой плоскости, А_z формируют дополнительную матрицу путем поворота каждого фрагмента матрицы следов вибрационного размытия меток относительно центра тяжести соответствующей метки по часовой стрелке на девяносто градусов. Матрица следов вибрационного размытия меток и дополнительная матрица образуют взаимно ортогональную систему (фиг.2). Последовательность действий с матрицей следов вибрационного размытия меток и дополнительной матрицей осуществляют следующим образом. Формируют области непересечения, определяемые как области связанных элементов, принадлежащих фрагменту матрицы следов вибрационного размытия меток, но не принадлежащих соответствующему ему фрагменту дополнительной матрицы. В результате этого действия в пределах следа вибрационного размытия каждой метки формируется две области непересечения этой метки. Определяют координаты центра тяжести каждой области непересечения каждой метки (фиг.3).

Определяют направляющую область непересечения каждой метки. В качестве направляющей принимается та область непересечения метки, абсцисса центра тяжести которой превышает абсциссу центра тяжести метки. В случае равенства этих абсцисс в качестве направляющей принимается та область непересечения метки, ордината центра тяжести которой превышает ординату центра тяжести метки. Определяют угол наклона проекции вектора амплитуды виброперемещения каждой метки на плоскость изображения по отношению к системе координат «Х0Y» (фиг.4):

$ϕ^{k} = a r c t g \frac{y_{02}^{k} - y_{0}^{k}}{x_{02}^{k} - x_{0}^{k}} (2)$ ,

где k - порядковый номер метки; φ^k- угол наклона проекции вектора амплитуды виброперемещения k-й метки по отношению к системе координат «Х0Y»; $y_{02}^{k}$ и $y_{0}^{k}$ - ординаты центров тяжести направляющей области пересечения k-й метки и самой этой метки соответственно; $x_{02}^{k}$ и $x_{0}^{k}$ - абсциссы центров тяжести направляющей области пересечения k-й метки и самой этой метки соответственно.

Из центра тяжести каждой k-й метки через центр тяжести ее направляющей области непересечения проводят направляющий луч k-й метки (фиг.5), фиксируют координаты точки пересечения направляющего луча k-й метки и границы следа ее вибрационного размытия n^k (фиг.6) как координаты второй характеристической точки k-й метки. Расстояние от центра тяжести k-й метки до границы следа ее вибрационного размытия в направлении вибрации определяют как расстояние от центра тяжести k-й метки до ее второй характеристической точки n^k:

$l_{x y}^{k} \sqrt{{(y_{n}^{k} - y_{0}^{k})}^{2} + {(x_{n}^{k} - x_{0}^{k})}^{2}} (3)$ .

Фиксируют координаты точки пересечения направляющего луча k-й метки и границы соответствующего ей фрагмента дополнительной матрицы h^k (фиг.7) как координаты первой характеристической точки k-й метки. Полуширину следа вибрационного размытия k-й метки δ^k определяют как расстояние от центра тяжести k-й метки до ее первой характеристической точки h^k:

$δ^{k} = \sqrt{{(y_{n}^{k} - y_{0}^{k})}^{2} + {(x_{n}^{k} - x_{0}^{k})}^{2}} (4)$ .

Вычисляют разность между расстоянием от центра тяжести k-й метки до границы следа ее вибрационного размытия в направлении вибрации и полушириной следа ее вибрационного размытия $L_{x y}^{k}$ :

$L_{x y}^{k} = l_{x y}^{k} - δ^{k} (5)$ .

Вычисляют разность $L_{z}^{k}$ между полушириной следа вибрационного размытия k-й метки δ^k и ее радиусом r^k:

$L_{z}^{k} = δ^{k} - r^{k} (6)$ .

Вычисляют величину проекции вектора амплитуды виброперемещения k-й метки на плоскость изображения $A_{x y}^{k}$ :

$A_{x y}^{k} = y^{k} \cdot L_{x y}^{k} (7)$ ,

где γ^k - масштабный коэффициент, связанный со свойствами оптической системы для k-й метки.

Абсциссу вектора амплитуды виброперемещения k-й метки $A_{x}^{k}$ определяют по формуле:

$A_{x}^{k} = A_{x y}^{k} \cos ϕ^{k} (8)$ .

Ординату вектора амплитуды виброперемещения k-й метки $A_{y}^{k}$ определяют по формуле:

$A_{y}^{k} = A_{x y}^{k} S i n ϕ^{k} (9)$ .

Вычисляют величину проекции вектора амплитуды виброперемещения k-й метки на направление, перпендикулярное плоскости изображения $A_{z}^{k}$ :

$A_{z}^{k} = R^{k} \cdot L_{z}^{k} (10)$ ,где R^k - масштабный коэффициент, связанный со свойствами оптической системы при расфокусировке изображения для k-й метки.

Величина проекции вектора амплитуды виброперемещения k-й метки на направление, перпендикулярное плоскости изображения $A_{z}^{k}$ является аппликатой вектора амплитуды виброперемещения k-й метки.

По формуле (1) определяют модуль вектора амплитуды виброперемещения каждой k-й метки.

Таким образом, определяют три проекции, модуль и направление вектора амплитуды виброперемещения каждой k-й метки.

Способ измерения вибраций, включающий закрепление на исследуемом объекте тест-объекта и регистрацию изображения этого тест-объекта с вибрационным размытием, отличающийся тем, что на исследуемый объект в качестве тест-объекта наносят в требуемых местах светоотражающие метки в виде точек круглой формы, формируют бинарные изображения этих меток и следов их вибрационного размытия, при отсутствии вибраций определяют координаты центров тяжести меток и их радиусы, при наличии вибраций формируют дополнительную матрицу, каждый фрагмент которой представляет собой след вибрационного размытия соответствующей метки, повернутый на 90° относительно центра тяжести этой метки, для каждой метки формируют по две области непересечения, каждая из которых представляет собой область связанных элементов, принадлежащих следу вибрационного размытия метки, но не принадлежащих соответствующему фрагменту дополнительной матрицы, определяют координаты центров тяжести областей непересечения, из центра тяжести метки через центр тяжести одной из ее областей непересечения проводят направляющий луч метки, определяют две характеристические точки метки, первая из которых является точкой пересечения направляющего луча метки и границы соответствующего ей фрагмента дополнительной матрицы, а вторая является точкой пересечения направляющего луча метки и границы следа ее вибрационного размытия, полуширину следа вибрационного размытия метки определяют как расстояние от центра тяжести этой метки до ее первой характеристической точки, величину проекции вектора амплитуды виброперемещения метки на направление, перпендикулярное плоскости изображения, определяют как разность между полушириной следа вибрационного размытия этой метки и ее радиусом, величину проекции вектора амплитуды виброперемещения метки на плоскость изображения определяют как разность между расстоянием от центра тяжести этой метки до ее второй характеристической точки и полушириной следа ее вибрационного размытия, направление этой проекции определяют как угол наклона направляющего луча метки в плоскости изображения.

Похожие патенты:

Способ измерения вибраций // 2535237

Изобретение относится к измерительной технике. На исследуемый объект наносят светоотражающие метки круглой формы.

Распределенный датчик акустических и вибрационных воздействий // 2532562

Изобретение относится к области распределенных измерений, а именно к распределенным датчикам акустических и вибрационных воздействий. В распределенном датчике акустических и вибрационных воздействий, содержащем чувствительный элемент в виде волоконно-оптического кабеля и оптически соединенный с ним через оптический интерфейс когерентный фазочувствительный оптический рефлектометр, содержащий оптически соединенные с интерфейсом источник периодической последовательности оптических импульсов и приемник рассеянного излучения с фотодетектором, предназначенный для преобразования рассеянного оптического излучения в электрический сигнал, подаваемый в блок обработки, причем источник периодической последовательности оптических импульсов и блок обработки электрически соединены с блоком управления и синхронизации, а источник периодической последовательности оптических импульсов и/или приемник рассеянного излучения выполнен многоканальным с числом каналов не менее двух и с возможностью регистрации рефлектограмм, формирующихся в каждом из каналов, приемник рассеянного излучения содержит неравноплечный интерферометр Маха-Цендера или Майкельсона с фарадеевскими зеркалами, при этом интерферометр имеет не менее двух выходных каналов, каждый из которых соединен с фотодетектором, а блок управления и синхронизации выполнен с возможностью обеспечения разделения и независимой обработки сигналов с каждого из выходных каналов интерферометра.

Устройство для мониторинга виброакустической характеристики протяженного объекта // 2516346

Устройство для мониторинга виброакустической характеристики протяженного объекта содержит непрерывный полупроводниковый лазер, оптический модулятор, предназначенный для формирования периодической последовательности прямоугольных импульсов длительностью в диапазоне от 50 нс до 500 нс и частотой следования от 200 Гц до 50 кГц, чувствительный элемент в виде волоконно-оптического кабеля, узел ввода оптического излучения в чувствительный элемент и вывода рассеянного излучения, фотоприемник, предназначенный для преобразования рассеянного оптического излучения в электрический сигнал, и узел обработки сигнала с процессором, при этом непрерывный полупроводниковый лазер снабжен брэгговским селективным отражателем с возможностью сужения полосы непрерывного излучения лазера до уровня менее 100 кГц, а оптический модулятор выполнен в виде акустооптического модулятора на бегущей акустической волне с возможностью формирования периодической последовательности прямоугольных импульсов с коэффициентом гашения К≥10×lg(T×f), где Т - длительность импульса, f - частота следования.

Волоконно-оптическая система и способ измерения множественных параметров турбомашинной системы // 2513646

Система содержит источник света для передачи света на поверхность вала через множество пучков оптических волокон, расположенных во множестве местоположений вблизи поверхности в по существу аксиальном направлении между концами по меньшей мере одного вала; высокотемпературный зонд отражения на основе пучка волокон для обнаружения света, отраженного от поверхности вала, механизм измерения для определения крутящего момента или вибрации на валу.

Способ определения амплитуды нановибраций по сигналу лазерного автодина // 2507487

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерений вибраций. Способ измерения амплитуды нановибраций ξ заключается в том, что освещают объект лазерным излучением, преобразуют отраженное от него излучение в электрический (автодинный) сигнал, раскладывают сигнал в спектральный ряд и измеряют значение амплитуды гармоники Sx на частоте колебания объекта Ω.

Устройство для визуализации акустического поля в оптически отражающей упругой поверхности // 2505806

Изобретение может использоваться для неразрушающего контроля материалов. Устройство содержит лазер, делитель, первую и вторую линзы и последовательно соединенные генератор ультразвуковой частоты и пьезокерамический излучатель, находящийся в емкости, в которой также размещены на одной линии с излучателем исследуемый образец и собирающая акустическая линза.

Дистанционный вибродатчик // 2494356

Изобретение относится к технике преобразования вибрационных сигналов и может быть использовано в технических системах обнаружения и контроля вибраций объектов. Дистанционный вибродатчик содержит источник излучения, двухэлементный фотоприемник и вычитающее устройство, входы которого соединены с выходами элементов фотоприемника.

Способ измерения амплитуды колебаний // 2490607

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к виброметрии, и может быть использовано для измерения амплитуды механических колебаний поверхностей твердых тел в диапазоне звуковых и ультразвуковых частот, в частности для измерения амплитуды колебаний многополуволновых излучателей переменного сечения ультразвуковых колебательных систем, используемых в составе аппаратов, предназначенных для интенсификации технологических процессов.

Распределенная волоконно-оптическая система регистрации виброакустических сигналов // 2485454

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться для регистрации вибраций, шумов и акустических сигналов. .

Устройство для визуализации пространственно-неоднородных акустических полей от микрообъектов // 2470268

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для получения информации о структуре акустических полей при разработке акустоэлектронных приборов, для регистрации акустических полей при физических исследованиях волновых процессов в акустике, для контроля структур в непрозрачных для видимого света объектах.

Указатель положения поглощающего стержня в активной зоне реактора // 2540441

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля положения поглощающих стержней различного функционального назначения в активной зоне реактора, а также различных механических узлов и оборудования, например, на атомных электростанциях. Указатель положения поглощающего стержня в активной зоне реактора типа РБМК-1000 содержит сервопривод, включающий последовательно соединенные электродвигатель постоянного тока, понижающий редуктор с электромагнитной муфтой успокаивающей вибрации, электромагнитную муфту останова стержня, транспортного барабана с металлической лентой, на конце которой закреплен поглощающий стержень, редуктор с нелинейным передаточным числом и сельсин-датчик. При этом сельсин-датчик через кабельную трассу соединен последовательно с блоком резистивных делителей фазовых напряжений, замыкающих фазовые обмотки синхронизации ротора сельсин-датчика, вычислительным комплексом и дешифратором адреса, преобразующими фазовые напряжения обмоток синхронизации сельсин-датчика в цифровой код, характеризующий адрес и положение поглощающего стержня в активной зоне реактора. Эта информация передается на мнемотабло указателя положения стержней и через дополнительный разъем по интерфейсу RS-485 поступает в локальную информационную сеть энергоблока. Технический результат заключается в повышении надежности, точности регистрации положения стержней, увеличении четкости отображения результатов измерений и уменьшении энергоемкости. 4 ил.

Способ бесконтактного оптического измерения параметров вибрации механизмов, конструкций и биологических объектов // 2546714

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к оптическим способам измерения параметров вибрации объектов. Формируют сигнал видеоизображения исследуемого объекта с помощью видеокамеры, производят последующую оцифровку указанного сигнала с помощью аналогово-цифрового преобразователя, обрабатывают оцифрованное видеоизображение с помощью ЭВМ, получают информацию об абсолютных параметрах вибрации точек исследуемого объекта на видеоизображении. Технический результат - повышение эффективности вибродиагностики, расширение области ее применения и повышение точности измерения параметров вибраций. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для мониторинга виброакустической характеристики протяженного объекта // 2550768

Группа изобретений относится к измерительной технике. Устройство для мониторинга виброакустической характеристики протяженного объекта согласно первому варианту реализации содержит передатчик оптического излучения, два приемника, два чувствительных элемента, выполненных в виде оптического волокна, два разветвителя, три канала связи, два ответвителя, три усилителя. В качестве волокон использованы каналы связи волоконно-оптической линии передачи, длина которой не меньше половины длины чувствительного элемента. При этом выход передатчика подсоединен только одним первым каналом связи к каждому из входов двух разветвителей, каждый из которых соответственно подсоединен к одному из чувствительных элементов, выход одного из разветвителей соответственно подсоединен посредством второго канала связи ВОЛП к входу одного приемника оптического излучения, а выход другого из разветвителей посредством третьего канала связи - к входу другого приемника оптического излучения. Согласно второму варианту реализации, выход передатчика подсоединен только одним первым каналом связи ВОЛП к входу первого разветвителя, который подсоединен к одному концу первого чувствительного элемента, который противоположным концом подсоединен к входу второго разветвителя, подсоединенного к второму чувствительному элементу, выход одного из разветвителей соответственно подсоединен посредством второго канала связи ВОЛП к входу одного приемника оптического излучения, а выход другого из разветвителей посредством третьего канала связи - к входу другого приемника оптического излучения. Технический результат - повышение точности измерения. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Оптико-электрический преобразователь механических волн // 2551394

Изобретение относится к области измерительной технике и касается оптико-электрического преобразователя механических волн. Преобразователь механических волн содержит осветитель, водяную емкость с зеркальным узлом и стойку, поддерживающую светочувствительный элемент. Осветитель установлен на демпфере под углом к вертикали. Лучи от осветителя падают на зеркальный узел, находящийся в водяной емкости, и отражаются от него на светочувствительный элемент, установленный на текстолитовой стойке. Размер чувствительной площадки светочувствительного элемента выбирают из условия равенства размеру светового пятна отраженного излучения. Технический результат заключается в повышении чувствительности и надежности устройства. 1 ил.

Фазовое считывание // 2556748

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам фазометрии для определения акустических или вибрационных возмущений. Способ распределенного акустического считывания обеспечивает измерение производной или скорости изменения сигнала, рассеянного в обратном направлении в волокне. Способ осуществляется путем введения входного сигнала в отрезок оптического волокна, приема возвращенного сигнала, рассеянного в обратном направлении от упомянутого оптического волокна в ответ на упомянутый входной сигнал, сравнение первого возвращенного сигнала, рассеянного в обратном направлении от части упомянутого волокна в первый момент времени, и второго возвращенного сигнала, рассеянного в обратном направлении от той же самой части упомянутого волокна во второй, отличающийся момент времени. При этом первый возвращенный сигнал модулирован первым смещением частоты, а упомянутый второй возвращенный сигнал модулирован вторым смещением частоты. В дальнейшем осуществляется вычисление скорости изменения фазы во времени для упомянутого рассеянного в обратном направлении сигнала. Устройство содержит оптическое волокно, приемник сигнала, рассеянного в обратном направлении, выходной интерферометр, содержащий модулятор частоты, фазовый детектор. Технический результат - улучшение качеств считывания фазовой составляющей. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

Распределенный датчик акустических и вибрационных воздействий // 2562689

Распределенный датчик акустических и вибрационных воздействий содержит чувствительный элемент в виде оптического волокна, помещенного в волоконно-оптический кабель, и оптически соединенный с волокном через интерфейс когерентный фазочувствительный оптический рефлектометр. Также датчик содержит соединенный с интерфейсом источник периодической последовательности оптических тестирующих сигналов, выполненный в виде последовательно оптически соединенных непрерывного лазера, акустооптического модулятора на бегущей акустической волне, и приемник рассеянного излучения. Указанный источник выполнен с возможностью формирования тестирующих сигналов в виде пары импульсов равной длительности с задержкой второго импульса относительно первого и периодически изменяемой задержкой фазы оптической несущей волны второго импульса относительно фазы оптической несущей волны первого импульса. Технический результат - достижение линейного отклика устройства к внешнему воздействию, обеспечение равномерного распределения чувствительности вдоль длины волокна (датчика) и уменьшение вероятности возникновения зон нечувствительности. 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Распределенный датчик акустических и вибрационных воздействий // 2566603

Изобретение относится к метрологии, а, именно к виброметрии. Датчик содержит чувствительный оптический кабель, оптический интерфейс, когерентный фазочувствительный оптический рефлектометр. Рефлектометр содержит соединенные с интерфейсом источник периодической последовательности оптических импульсов и приемник рассеянного излучения. Источник периодической последовательности оптических импульсов и блок обработки электрически соединены с блоком управления и синхронизации. Измеритель снабжен оптическим мультиплексором и источником излучения накачки для рамановского усиления рассеянного сигнала. Мультиплексор установлен между оптическим интерфейсом и чувствительным элементом, выход оптического мультиплексора соединен с чувствительным элементом, первый вход мультиплексора соединен с оптическим интерфейсом, а второй вход мультиплексора соединен с источником излучения накачки для рамановского усиления рассеянного сигнала. Источник излучения накачки для рамановского усиления выполнен с возможностью периодического изменения мощности накачки для рамановского усиления рассеянного сигнала во времени от Pp(t)=Pmin в момент времени T0 до Pp(t)=Pmax в момент времени Tmax. Технический результат - повышение чувствительности. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Распределенное волоконно-оптическое устройство обнаружения звуковых волн // 2566606

Изобретение относится к распределенным волоконно-оптическим устройствам обнаружения звуковых волн. Заявленное распределенное волоконно-оптическое устройство обнаружения звуковых волн включает блок излучения оптических импульсов, вызывающий падение оптического импульса на оптическое волокно, и блок приема света рэлеевского рассеяния, принимающий рэлеевское рассеяние света, полученное внутри оптического волокна. Блок излучения оптических импульсов выдает оптический импульс, модулированный кодовой последовательностью, которая имеет заданную длину, основанную на размере длины оптического волокна, и посредством которой оптический импульс разделяется на множество элементов заданной ширины. Техническим результатом является повышение чувствительности и точности обнаружения звуковой волны. 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способ контроля поля вибраций и устройство для его осуществления // 2568416

Изобретение относится к информационно-измерительным системам и может применяться для вибромониторинга протяженных, площадных или объемных объектов. Оптическое волокно размещают в механической связи с контролируемым объектом и генерируют оптические импульсы длительностью T. Осуществляют фотоприем рассеянного в обратном направлении оптического излучения и разделяют сигналы фототока по виртуальным каналам дальности. Определяют значения амплитуды сигналов фототока и осуществляют их коррекцию с учетом выявленного уровня шума. Устройство, реализующее способ, содержит оптическое волокно, импульсный источник лазерного излучения, ответвитель или циркулятор с оптическим волокном. Блок оценки уровня шума в каждом из сигналов и последующей коррекции амплитуды выполнен в виде подключенного к ответвителю или циркулятору фотоприемника, связанного с вычислителем через аналого-цифровой преобразователь сигнала фототока. Технический результат - повышение достоверности результатов мониторинга путем выравнивания чувствительности по виртуальным каналам дальности, что выражается в снижении вероятности ложных срабатываний при обнаружении вибрационных воздействий и/или повышении вероятности правильного обнаружения таких воздействий. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ создания нормированного натяжения волоконного световода в корпусе геофона // 2586703

Способ создания нормированного натяжения волоконного световода в корпусе геофона относится к области производства подводных сейсмических датчиков, используемых для контроля и измерения параметров сейсмических и гидрологических процессов, протекающих в морях и океанах. Способ основан на том, что устанавливают стойку и примыкающую к ней наклонную поверхность, устанавливают угол наклона наклонной поверхности, соответствующий нормированному значению натяжения волоконного световода, закрепляют чувствительный участок волоконного световода на конце первой опоры, установленной в корпусе геофона, размещают геофон на наклонной поверхности таким образом, чтобы корпус был наклонен первой опорой вниз, закрепляют верхнюю часть волоконного световода на стойке, размещают чувствительный участок волоконного световода на конце второй опоры, установленной в корпусе геофона, а требуемое нормированное натяжение волоконного световода создают под действием веса корпуса геофона, после чего фиксируют его путем закрепления чувствительного участка волоконного световода на конце второй опоры геофона. Техническим результатом является повышение точности и стабильности при создании нормированного натяжения волоконного световода в корпусе геофонов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.