Устройство для неконтактного определения параметров вибрации

 

ОП ИСАИИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (111 71 594 1

Союз Советскик

Социавистичесиих

Республин

1 «

t .,;. 1" 1 т ;1

Н АВТ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 13.09.76 (21) 2407204/18-23 с присоединениеМ заявки,%— (23) Приоритет («э1)М. Кл.

6 01 11 11 00

6кударственный камнтат

СССР ао делам нзобретаннк н открытий

Опубликовано 15.02.80 Бюллетень Рй 6 с

Дата опубликования описания 15.02.80 (53) УДК

5 14.1.118 ((188.81 (72) Авторы изобретения

Л. А. Литвинчутс, В. М. Павликов, Л. С. Панич, Б. Д. Торгзшин и С. Ф, Яковлев

Ленинградский институт авиационного приборостроения (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕКОНТАКТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ

Изобретение относится к области измере : иия параметров колебаний и может быть использовано в виброметрии. .М

Известен неконтактный измеритель параметров вибрации, содержащий интерферометр, мовохроматический источник света, фотоприемник с усилителем, синхронизатор, подключенный к усилителю формирования импульсов с частетой f, один выход которого подключен на вход временного преобразователя, связанного с время-амплитудным преобразователем, к выходу которого подключен дискриминатор нижнего уровня, подсоедииенный к формирователю импульсов с частотой

f, один выход которого подключен к счет1 чику частоты вибрации, а другой — к счетчику отношения частот, второй вход которого связан со вторым входом формирователя импульсов с частотой f>, а выход — с индикатором амплитуды вибрации, при этом блок син- хронизации включен между счетчиком частоты, вибрации и счетчиком отношения частот (3)

Недостатком этого измерителя является малый диапазон измерения амплитуды вибрации.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство лля измерения параметров вибрации, садержзшее генератор когерентных электромагнитных колебаний, блок факусировки излучения э оптически сопряженный с отражателем, укрепленным на испытываемом объекте, оптически сопряженным через блок фокусировки излучения с входом позиционно-чувствитель30 ного элемента с подключенным к нему генератором опорного напряжения, подключенного к последовательно соединенным усилителям и детекторам (21.

Недостатки такого устройства — мзлый

15 диапазон амплитуды измеряемых колебаний, трудность фокусировки излучения нз контролируемый объект, сложность эксплуатации, обусловленная необходимостью конструктивного разобщения источника когерентного излучения и позиционно-чувствительного фотоприемника со с1«емой обработки, Целью.изобретения является расширение диапазона однозначного измерения амплитуды вибрации.

3 71

Цель достигается тем, что в известное устройство введены трехплечевой циркулятор, смеситель, однополосный балансный преобразователь, усилитель-ограничитель и фазовый детектор, при этом первое плечо циркулятора подключено к блоку фокусировки из лучения, второе плечо — к генератору.когерентных электромагнитных кол.баний, подключенному через однополосный балансный преобразователь к первому входу смесителя, второй вход которого соединен с третьим плечом циркулятора, а выход через усилитель,ограничитель подключен к первому входу фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом тенератора опорного напряжения, подключенного к второму входу однополосного балансного преобразователя, - Ha чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для неконтактного, определения параметров вибрации.

Выход генератора 1 когерентных электромагнитных колебаний соедйнен с одним йз плеч трехплечевого циркулятора 2, соединенного . также с фокусирующей системой 3, сопряженной с отражателем 4, укрепленнъ м на испыты-. ваемом объекте, и с входом смесителя 5, другой вход которого через однополосный балансный преобразователь 6 соединен с ввт. ходом генератора 1. Выход смесителя 5 через усилитель-ограничйтель 7 подключен к первому входу фазового детектара 8, второй вход которого соединен с выходом гене-. ратора 9 -опорного "напряжения, подключенным также к второму входу однополосного балансного преобразователя 6.

Устройство работает следующим образом.

Испытываемый объект облучается СВЧ-колебаниями генератора 1, в результате часть элек; тромагнитной энергии отражается в направлении блока 3 фокусировки излучения, причем отраженный сигнал имеет информацию об амплитуде и частоте вибрации в допплеровском смещении фазы. Этот сигнал выделяет. ся в смеситель 5, смешйваясь с сигналами опорной частоты генератора 9 сигналом, отраженным от объекта и просачиваюШимся от генератора 1 когерентных электромагнитных колебаний. Затем выделенный сигнал усиливается усилителем-ограничителем 7 до величины, необходимой для работы фазового детектора 8. Ограничение осуществляется для устранения паразитной амплитудной модуляции. На выходе фазового детектора S получа ют напряжение

U = .Cos соф + фсм, 5941 4 где U — выходное напряжение фазового детектора, ыц — допплеровское смешение частоты, <рсм — фаза отраженного сигнала. 1аким образом, сигнал, выделенный на выходе фазового детектора, имеет частоту, равную частоте контролируемого колебания, и амплитуду, однозначно характеризуюшую амплитуду вибрации.

Применение предлагаемого устройства позволяет осуществлять измерения на расстоянии

l0 — 100 метров при максимальной амплитуде колебаний 15 мм с точностью не хуже 1% и может найти широкое применение в научных исследованиях и контроле технологических. процессов, например, в системах управления с активными обратными связями, где задача бесконтактного контроля параметров вибрации на значительном расстоянии является

_#_ особенно актуальной.

Формула изобретения э5 Устройство для неконтактного определения параметров вибрации, содержашее генератор

:когерентных электромагнитных колебаний, блок фокусировки излучения, сопряженный с отражателем, укрепленным на испытываемом

Зр объекте, и генератор опорного напряжения о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона однозначного измерения амплитуды колебаний, в него введены трехплечевой циркулятор, смеситель, однополосный балансный преобразователь, усилительограничитель и фазовый детектор, при этом первое плечо циркулятора подключено к блоку фокусировки излучения, второе плечо — к генератору когерентных электромагнитных

40 колебаний, подключенному через однополосный балансный преобразователь к первому входу смесителя, второй вход которого соединен с третьим плечом циркулятора, а выход через усилитель-ограничитель подключен @ к первому входу фазовогб детектора, второй вход которого соединен с выходом генератора опорного напряжения, подключенного, к второму входу одиополосного балансного преобразователя.

@ Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 322á48, кл. 6 01 Н 11/00, 12.05.70.

2. Авторское свидетельство СССР К 352149, 55 кл, 5 01 Н 11/00, 25.12.70 (прототип).

715941

Составитель Т. Андреева

Техред H.Áàáóðêà

Корректор Я. Веселовская

Редактор М. Харитонова

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9513/38 Тираж 713

ПНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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