Способ измерения параметров механических колебаний

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик р>750286 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 090178 (21) 25б588б/18-28 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.0780. Бюллетень Йо 27

Дата опубликования описания 23.0780 (51)М. Кд.з

С О) н 11/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 538. 565. .4(088.8) (72) Автор изобретения

В.Л.Куприевский

Пермский моторостроительный завод им. Я.М.Свердлова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЧЕСКИХ

КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для бесконтактного измерения параметров механических 5 колебаний исследуемого объекта, например, при измерении вибраций лопаток газовых турбин и компрессоров.

Известен интерференционный спо- 10 соб измерения параметров вибрации путем фотоэлектрического преобразования в электрический сигнал движущихся интерференционных полос двухлучевой интерференции монохрома- 15 тического света, прямого и отраженного от отражательной пластины, установленной на исследуемом объекте P1) .

Известен также способ измерения 20 амплитуд синусоидальных механических колебаний, основанный на том, что измерение ведут путем фотоэлектрического преобразования движущихся интерференциальных полос двухлуче- 25 вой интерференции монохроматического света, в электрический сигнал, подаваемый на осциллограф. По считанным осциллограммам вычисляют амплитуду механических колебаний (2) .

Из известных способов наиболее близким к способу по технической сущности и достигаеомму результату является способ измерения механических колебаний, заключающнйся в том, что на поверхность исследуемого объекта проектируют световую марку с помощью передающей оптической:=истемы, содержащей фоточувствительный элемент и щелевую диафрагму f3) .

Однако такие способы не обеспечивают измерение амплитуды колебаний исследуемого объекта.

Цель изобретения — измерение амплитуды колебаний.

Для этого в известном способе измерения определяют время прохождения изображения световой марки через щелевую диафрагму и вычисляют амплитуду по формуле:

А

5<п к где q — частота колебаний исследуемого объекта;

S — ширина щели диафрагмы; — время прохождения световой марки через щелевую диафрагму.

750286

На фиг. 1 изображена схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 — положения колебательных движений, иэображения световой марки относительно щели диафрагмы приемной оптической системы; на фиг. 3 — временная диаграмма электрического сигнала на. выходе фазочувствительного элемента.

Схема устройства, реализующего способ, содержит элемент 1 поверхности исследуемого объекта, его положения 2 и 3 при колебаниях в направлениях, указанных стрелками, передающую оптическую систему 4 с источником 5 света, приемную оптическую систему 6 с объективом 7, содержащую фоточувствительный элемент 8 и щелевую диафрагму 9, электронный блок 10, регистрирующее устройство

1I, два углами установки передающей и приемной оптических систем, соответственно, к нормали элемента 1 поверхности исследуемого объекта. Световые марки 12 и .13 спроецированы по обеим сторонам щели диафрагмы 9.

Способ измерения параметров механических колебаний заключается . в следующем.

На элемент 1 поверхности исследуемого объекта проектируют сфокусированный световой луч, проекция которого имеет вид прямоугольной световой марки. Ширина проекции световой марки устанавливается равной ширине цели диафрагмы 9. Приемную оптическую систему настраивают таким образом, чтобы щель диафрагмы 9 была на оси симметрии колебаний изображения световой марки. Иэображение световой марки отраженное от исследуемой поверхности, поступает через объектив 7 и щелевую диафрагму

9 на фоточувствительный элемент 8.

При периодических, гармонических или импульсных колебаниях элемента 1 поверхности исследуемого объекта положений в пределах 2-3. Проекция световой марки совершает колебательное движение на исследуемой поверхности с частотой колебаний, равной частоте колебаний элемента поверхности исследуемого объекта и с амплитудой колебаний, пропорциональной амплитуде колебаний исследуемой поверхности. Соответственно и изображе, ние световой марки, поступающее в приемную оптическую систему, совершает колебательное движение относительно щели диафрагмы 9 с частотой колебаний исследуемой поверхности и с амплитудой, пропорциональной амплитуде колебаний исследуемой поверхности. Амплитуду колебаний исследуемой поверхности определяют следующим образом. При колебании изображения световой марки более 25 изображение световой марки в его крайних положениях находится за пределами щели диафрагмы 9 и фоточувс. вительный элемент не вырабатывает электрический сигнал. При движении изображения световой марки относительно цели световой поток, проходящий через щель, возрастает от 0 до максимального значения, а затем убывает от максимального значения до О. 3а время прохождения изображения световой марки через щель, период с начала попадания изображения марки в щель до выхода изображения марки из щели, фоточувствительный элемент 8 вырабатывает электрический сигнал. Время прохождения светового сигнала через щель приемной диафрагмы характеризует амплитуду колебаний исследуемой поверхности, которую вычисляют.по формуле:

A =20 s n %i. (p i

Данный способ измерения параметров механических колебаний обеспечивает измерение амплитуды от 0,4 мм и более в широком диапазоне частот.

Релазиация способа не требует специального оборудования, а универсальность и оперативность съема информации позволяют использовать его в производительных условиях.

Формула изобретения

Способ измерения параметров механических колебаний, заключающийся в том, что на поверхность исследуемого объекта проектируют световую марку, с помощью передающей оптической системы, изображение которой регистрируют с помощью приемной оптической системы, содержащей фоточувствительный элемент и щелевую диафрагму, о.т л и ч а ю шийся тем, что, с целью измерения амплитуды колебаний, определяют время про45 хождения изображения световой марки через целевую диафрагму и вычисляют амплитуду по формуле

А=

sin и (p c где р — частота колебаний исследуемого объекта;

S — ширина щели диафрагмы;

7 — время прохождения световой марки через щелевую диафраг55 му.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иориш Ю.И. Виброметрия. Гос. научно-техн,из-во.й.,машиностроиЩ тельной литературы,1963,с.479-482, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 172064, кл. G 01 Н 11/00, 1964.

3. Авторское свидетельство СССР

М 146509, кл. G 01 Н 9/00, 1960

1прототип).

750286

КВ

Фи@. 2

Составитель A.Øûàí

Редактор Н.Воликова Техред И. Асталоы Корректор Г.Ре етник

Заказ 4620/32 Тираж 713 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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