Измерительный детектор амплитуд колебательных скоростей рабочих лопаток турбомашины

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 07.08.78(21) 2657306/18-28 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 230%80. Бюллетень М 35 (51) М. Кп.з

G 01 H 1/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 534.16-14(088.8) Дата опубликования описания 25.09. 80 (72) Авторы изобретения

В.С. Малышев, И.И. Кривоносов и В.В. Кудрявцева (71) Заявитель с (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ДЕТЕКТОР АМПЛИТУД КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ

СКОРОСТЕЙ РАБОЧИХ ЛОПАТОК ТУРБОМАШИНЫ

Изобретение относится к виброизмерительной технике, в частности к измерениям колебательных скоростей лопаток рабочих колес турбомашин.

Наиболее близким по технической 5 сущности к предлагаемому является измерительный детектор амплитуд колебательных скоростей рабочих лопаток турбомашины, содержащий устанавливаемые на неподвижных частях турбо- )0 машины два импульсных датчика, цепь формирования сигнала, подключенную к выходу первого импульсного датчика, состоящую из последовательно соединенных формирователя сигналов, умно- т5 жителя частоты следования сигналов, двухвходовой схемы И, двухвходового счетчика импульсов, двухвходовой схемы сравнения и двухвходового триггера, задатчик числа импульсов, под- 20 ключенный ко второму входу схемы сравнения, вторую цепь формирования сигнала, подключенную к выходу второго импульсного датчика, состоящую из последовательно соединенных форми-25 рователя сигналов, двухвходового триг гера, подключенного ко второму входу схемы И, второй вход триггера подключен ко входу умножителя частоты ,следования сигналов, элемент задерж- 30

2 ки, включенный между выходом второй схемы формирования сигналов и вторым входом счетчика импульсов, трехвходовый триггер, первый вход которого подключен к выходу "1" триггера первой цепи, второй — к выходу формирователя сигналов второй цепи, и цепь сигнализации, состоящую из схемы фиксации нуля, подключенную к выходу, и двухвходового измерительного счетчика, подключенного первым входом ко входу умножителя частоты следования сигналов (11 .

Недостатком укаэанного измерительного детектора является то, что в нем в погрешность детектирования вибраций с заданной амплитудой входит технологическая неточность установки лопаток по величине расстояния между ними (раэношагица), что приводит к дополнительной погрешности детектирования амплитуд колебаний.

Цель изобретения — повышение точности измерения колебательной скорости.

Указанная цель достигается тем, что детектор снабжен дополнительными тремя схемами И, тремя схемами ИЛИ, четырехвходовым реверсивным счетчиком, генератором постоянной частоты

765665

S0

65 и измерительно-сигналиэирующей схемой, первая из дополнительных схем

И подключена первым входом к выходу умножителя частоты следования сигналов, вторым к выходу "1" триггера первой цепи и шине сложения реверсивного счетчика, а выходом — через первую схему ИЛИ, ко входу реверсивного счетчика, вторая дополнительная схема И подключена одним входом к генератору постоянной частоты, вторым — к выходу "1" трех.входового триггера, шине вычитания реверсивного счетчика и одному иэ входов третьей дополнительной схемы

И, соединенной вторым входом с выходом умножителя частоты следования сигналов, а выходом — со вторым входом измерительного счетчика, выход второй дополнительной схемы И подключен ко второму входу первой схемы

ИЛИ, выход реверсивного счетчика связан со схемой фиксации "0" состояния, выход которой соединен через третью схему ИЛИ с третьим входом трехвходового триггера, вторые входы второй и третьей схем ИЛИ, соединены с четвертым входом реверсивного счетчика и первым входом измерительного счетчика, выход которого подключен к иэмерительно-сигналиэирующей цепи.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Измерительный детектор амплитуд колебательных скоростей рабочих лопаток турбомашины, содержит устанавливаемые на неподвижных частях турбомашины 1 два импульсных датчика 2, 3, цепь формирования сигнала, подключенную к выходу первого импульсного датчика 2, состоящую из последовательно соединенных формиро.вателя 4 сигналов, умножителя 5 частоты следования сигналов, двухвходовой схемы б И, двухвходового счетчика 7 импульсов, двухвходовой схемы 8 сравнения и двухвходового триггера 9, задатчика 10 числа импульсов, подключенного ко второму входу схемы сравнения, вторую цепь формирования сигнала, подключенную к выходу второго импульсного датчика 3, состоящую из последовательно соединенных формирователя

11 сигналов, двухвходового триггера

12, подключенного ко второму входу схемы 6 И, второй вход триггера подключен ко входу умножителя 5 частоты следования сигналов, элемент

13 задержки, включенный между выходом второй схемы формирования сигналов и вторым входом счетчика 7 импульсов, трехвходовый триггер 14, первый вход которого подключен к выходу "1" триггера первой цепи, второй — к выходу формирователя 11 сигналов второй цепи, и цепь сигнализации, состоящую из схемы 15 фик5

40 сации нуля, подключенную к выходу двухвходового измерительного счетчика 16, подключенного первым входом к входу умножителя 5 частоты следо" вания сигналов, дополнительные три схемы 17, 18, 19 И,три схемы 20, 21

22 ИЛИ четырехвходовый реверсивный счетчик 23, генератор 24 постоянной частоты и иэмерительно-сигнализирующую схему 25, первая иэ дополнительных схем 17 И подключена первым входом к выходу умножителя 5 частоты следования сигналов, вторым — к выходу "1" триггера 9 первой цепи и шине сложения реверсивного счетчика„

23, а выходом — через первую схему

20 ИЛИ, ко входу реверсивного счетчика 23, вторая дополнительная схема

18 И подключена одним входом к генератору 24 постоянной частоты, вторымк выходу "1." трехвходового триггера

14, шине вычитания реверсивного счетчика 23 и одному иэ входов третьей дополнительной схемы 19 И, соединенный вторим входом с выходом умножителя 5 частоты следования сигналов, а выходом — со вторым входом измерительного счетчика 16, выход второй дополнительной схемы 18 И подключен ко второму входу первой схемы 20

ИЛИ, выход реверсивного счетчика

23 связан со схемой 15 фиксации "0" состояния, выход которой соединен через третью схему 22 ИЛИ с третьим входом трехвходового триггера 14, вторые входы второй и третьей схем

21, 22 ИЛИ соединены с четвертым входом реверсивного счетчика 23 и первым входом измерительного счетчика 16, выход которого .подключен к измерительно-сигнализирующей цепи 25.

Устройство работает следующим образом.

В моменты прохождения лопатки рабочего колеса турбомашины 1 мимо импульсных датчиков 2 и 3 на их выходах появляются импульсные сигналы, поступающие на входы формирователей 4 и 11. С выхода формирователя 4 сигналы импульсного датчика 2 поступают на умножитель 5 частоты следо вания сигналов, с выхода которого на вход схемы б И подаются. импульсы с частотой в N раз большей частоты следования лопаток. Тот же импульс одновременно поступает на вход установки "i" триггера 12. С выхода схевы б И импульсы высокой частоты подаются на вход счетчика 7 импульсов до тех пор., пока не придет импульс датчика 3, который пройдя формирователь 11 устанавливает триггер 12 в положение "0" и возвращает счетчик 7 в исходное состояние через элемент 13 задержки. Если содержимое счетчика 7 не станет равным содержимому эадатчика 10, равного н аъ, 765665 где К вЂ” коэффициент умножения, d — расстояние между датчиками, теоретическая величина межлопаточного шага, то на выходе ехемы 8 сравнения сиг-, нал отсутствует и триггер 9 остается в исходном состоянии "0".

При достижении содержимым счетчика этой величины, при скорости лопатки меньшей окружной, с выхода схемы 8 сравнения на вход установки

"1" триггера 9 поступает потенциал, устанавливающий этот триггер в состояние "1". С выхода "1" триггера

9 разрешающий потенциал поступает на один из входов схемы 17, служа- . щий для пропускания частоты в и раз боль ей частоты следования импульсов импульсного датчика 2, и шину сложения реверсивного счетчика 23, которая разрешает работу счетчика в режиме накопления. Второй вход схемы И присоединен к выходу умножителя 5 частоты следования сигналов. С выхода схемы 17 И через схему 20 ИЛИ, которая служит для пропускания импульсов с выхода схемы

17 И или схемы 18 И, идет последовательность импульсов с частотой в

N раз большей частоты следования импульсов датчика 2.

2$

Реверсивный счетчик 23 начинает

30 суммировать импульсы, поступакщие на его вход до тех пор, пока не придет импульс датчика 3, который через схему 2 ИЛИ установит триггер

9 в положение "0", при этом трехвходовый триггер 14 установится в состояние "1" и через схему 18 И с генератора 24 постоянной частоты последовательность импульсов через схему 20 ИЛИ начнет поступать на 40 вход реверсивного счетчика 23, в этот момент с выхода "1", трехвходового триггера 14 подается на шину вычитания разрешающий потенциал. Одновременно разрешающий по- 4$ тенциал поступает на вход схемы

19 И, второй вход которой соединен с выходом умножителя 5 частоты сле-, дования сигналов, с выхода схемы 19 И последовательность импульсов пос- $0 тупает на счетчик 16 до тех пор, пока содержимое реверсивного счетчика 23 не станет равным нулю. При этом с выхода схемы 15 фиксации нулевого содержания реверсивного счет чика 23 поступает импульс через схему 22 ИЛИ на вход установки трехвходового триггера 14 в состояние "0".

Таким образом в счетчик 23 записывается промежуточное число уменьшения скорости лопатки по сравнению 40 с окружной скоростью и обратно пропорциональное ей, а в счетчике 1б записывается число прямо пропорциональное величине колебательной ,скорости. 6$

Описываемый измерительный детектор значительно увеличивает точность и надежность обнаружения уровня вибронапряженности лопаток рабочих колес турбомашин, так как при его использовании исключается погрешность за счет статической (из-за технологической неравномерности установки лопаток) и динамической (из-за аэродинамических сил) разношагицы лопаток рабочего колеса турбомашины.

Формула изобретения

Измерительный детектор амплитуд колебательных скоростей рабочих лопаIîê турбомашины, содержащий устанавливаемые на неподвижных частях турбомашины два импульсных датчика, цепь формирования сигнала, подключенную к выходу первого импульсного датчика, состоящую из последовательно соединенных формирователя сигналов, умножителя частоты следования сигналов, двухвходозой схемы И, двухвходового счетчика импульсов, двухвходовой схемы сравнения и двухвходового триггера, эадатчик числа импульсов,. подключенный ко второму входу схемы сравнения, вторую цепь формирования сигнала, подключенную к выходу второго импульсного датчика, состоящую из последовательно соединенных формирователя сигналов, двухвходового триггера, подключенного ко второму входу схемы И, второй вход триггера подключен ко входу умножителя частоты следования сигналов, элемент задержки, включенный между выходом второй схемы формирования сигналов и вторым входом счетчика импульсов, трехвходовый триггер, первый вход которого подключен к выходу "1" триггера первой цепи, второй — к выходу формирователя сигналов второй цепи, и цепь сигнализации, состоящую из схеьаа фиксации нуля, подключенную к выходу, и двухвходового измерительного счетчика, подключенного первым входом ко входу умножителя частоты следования сигналов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повнаекия точности измерения колебательной скорости, он снабжен дополкительньвю тремя схемами И, тремя схемами ИЛИ, четырехвходовым реверсивным счетчиком, генератором постоянной частоты и иэмерительносигнализирующей схемой, первая иэ дополнительных схем И подключена первым входом к выходу умножителя частоты следования сигналов, вторым к выходу "1" триггера первой цепи и шине сложения реверсивного счетчика, а выходом — через первую схему

ИЛИ, ко входу реверсивного счетчика, вторая дополиительная хема И подключена одним входом к генератору

765665

Составитель A. 1йиан

Ре акто М. Келемеш Тех ед Н. Баб ка Ко екто Г. Назарова

Заказ 69 6 Тираж 3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, р. УжГород, ул. Проектная, 4 постоянной частоты, вторым - к выходу "1" трехвходового триггера, шине вычитания реверсивного счетчика и одному иэ входов третьей дополнительной схемы И, соединенной вторым входом с выходом умножителя частоты.следования сигналов,а выходом - со вторым входом измерительного счетчика, выход второй дополнительной схемы И подключен ко второму входу первой схемы ИЛИ, выход реверсивного счетчика связан со схемой фиксации "0" состояния, выход которой соединен через третью схему ИЛИ с третьим входом трехвходового триггера, вторые входы второй и третьей схем ИЛИ соединены с чет вертым входом реверсивного счетчика и первым входом измерительного счетчика, выход которого подключен к измерительно-сигналиэирующей цеПИ е

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 461313, кл. G 01 Н 1/10,- 1975 (прототип).