Устройство для измерения динамических деформаций валов в стационарном режиме вращения

ОЮЭ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 106094 1 в 11/ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОП 3370729/25-28 виде блока управления частотой съема21,12.81 информации, блока анализа парамет 15,12,.83 Вюл. Р 4 ров деформации вала и опорного бло(72) О.А.Ивлев, И.И.Кис ев ка сравнения с зеркалом, образующими В.И,Пронякин , со светоделительным элементом опор(53) 531.781,2(0888) ную ветвь системы Формирования интер(56) 1. Патент США Р 387 О, . Ференционных полос и связываемым с .кл 73-136, 1 75, валом, .блок управления частотой2. Патент США 48587, . съема информации выполнен в видекл. 0 01 В 9/02, (прототип). последовательно соединенных генератора и схемы регулировки частоты(54)(57) устРойство для измерения следования импульсов, соединенной ДИНАМИЧЕСКИХ дЕФОРМАцИЯ ВАЛОВ В с оптическим затвором, а блок анали- СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ ВРАщЕНИя, со-за параметров деформации вала выдержащее источник когерентного из- полнен в виде соединенных носледолучения, систему Формирования ин- вательно фотоприемника, схемы счета терференционных полос со светодели- .и кодирования, схемы сравнения и д тельным элементом, оптически связы- . индикатора, второй вход которого " ваемую с исследуемым валом, электрон- соединен со вторым входом схемы рено-оптический преобразователь, ус-гулировки частоты следования импультановленный на выходе системы фор-. сов, второй и третий выходыкотомирования интерференционнйх полос, рой соединены соответственно со втои схем обработки сигнала, о т л и- . рыми входами схемы счета .и кодирова-ч а ю щ е е с я тем,.что, с целью ния, и схемы сравнения, третий вход повышения точности, система форми- последней соединен с выходом опор-. Маей рования интерФеРенционных полос . ного .блока сравнения, а выход.элект- ива снабжена оптическим затвором, а схе-, ронно-оптического преобразователя ма обработки сигнала выполнена в соединен с Фотоприемником.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических деформаций вращающихся валов,Известно устройство для измерения механических параметров на вращающихся валах путем размещения на валу измерительных преобразователей и электронной схемы преобразования электрических сигналов, связанных с измеряемым параметром Г 1 3. Однако,в этом устройстве черезтокосъемник передается амплитудномодулированный сигнал и поэтому впроцессе измерения появляется погрешность, вызванная нестабильностьювараметров токосъемного устройства.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля измерения динамических деформа-;ций валов в стационарном режиме вращения, содержащее источник когерентного излучения, систему формирования интерференционных полос со светоделительным элементом, оптическисвязываемую с исследуемым валом,электронно-оптический преобразователь, установленный на выходе системы формирования интерференционныхполос, и схему обработки сигнала 21,Схема обработки сигнала выполнена в виде блока, регистрирующегочисло импульсов, поступающих с электронно-оптического преобразователя,и сравнивающего число импульсов,сосчитанных за .соседние равные промежутки времени.Недостатком известного устройства является непрерывность перемещения картины интерференционных полос, поэтому такая картинаперегружена избыточной информацией, чтотребует применения быстродействующих ЭВМ с большим объемом оперативной памяти дляобработки и выделения полезной информации. Это резкозатрудняет изучений деформаций и,в конечном счете, ведет к. снижению оперативности и точности получаемойинформации.Цель изобретения - повышение точности измерения динамических деформаций вала.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения динамических деформаций валов в стационарном режиме вращения, содержащем источник когерентного излучения, систему Формирования интерференционных полос со светоделительным элементом, оптически связываемую с исследуемым валом, электронно:-оптический преобразователь, установленный на выходе системы формирования интерференционных полос, и схему обработки сигнала, система формирова,.10 15 ния интерференционных полос снабжена оптическим затвором, а схема обработки сигнала выполнена в виде блока управления частотой съема инФормации, блока анализа параметров деформации вала и опорного блока сравнения с зеркалом, образующим со светоделительньм элементом опорную ветвь системы формирования интерференционных полос и связываемым свалом, блок управления частотойсъема информации выполнен в видепоследовательно соединенных генера-,тора и схемы регулировки частотыследования импульсов, соединенной соптическим затвором, а блок анализапараметров деформации вала выполнен в виде соединенных последовательно фотоприемника, схемы счета и кодирования, схемы сравнения и индикатора, второй вход которого соединенс вторым входом системы регулировкичастоты следования импульсов, второй и третий выходы которого соединены соответственно с вторыми выходами схемы счета и кодирования, исхемы сравнения, третий вход последней соединен с выходом опорного блока сравнения, а выход электронно-Оптического преобразователя .соединенс фотоприемником.На чертеже изображена блок-схемапредлагаемого устройства.Устройство содержит источник 1когерентного излучения, систему 2ФОрмирования интерференционных пОлОссо светоделительным элементом 3,оптически связываемую с исследуемымвалом, электронно-оптический преобразователь 4, установленный на выходе последней, и схему 5 обработки 40 сигнала. Система 2 формирования интерференционных полос снабжена оптическим затвором 6, а схема 5 обработки сигнала выполнена в виде блока 7 управления частотой съема ин Формации, блока 8 анализа парамет-ров деформации вала и опорного блока 9 сравнения с зеркалом, образующим со светоделительным элементом3 опорную ветвь системы 2 формнрова ния интерференционных полос и свя; зываемым с валом 10.1Блок 7 управления частотой съемаинформации выполнен в виде последовательно соединенных генератора 11 55 и схемы 12 регулировки частоты следования импульсов, соединенной соптическим затвором, а блок 8 анализа параметров деформации вала 10выполнен в виде соединенных последо вательно фотоприемника 13, схемы 14счета и кодирования, схемй 15 сравнения и индикатора 16, второй входкоторого соединен со вторым входомсхемы 12 регулировки частоты следо вания импульсов, второй и третий1060944 Составитель Е.ЦелинаРедактор В, Ковтун Техред Ж, Кастелевич Корректор О.Билак Заказ 10024/41 Тираж 602 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/53 ФФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 выходы которой соединены соответственно со вторыми входами схемы 14счета и кодирования и схемы 15 сравнения, третий вход последней соединен с выходом опорного блока 9 сравнения, а выход электронно-оптического преобразователя 4 соединен с фотоприемником 13.Устройство работает следующимобразом,Вращающийся вал 10 освещается источником 1 когерентного.излучениячерез светоделительный элемент 3.Расщепленный на светоделительномэлементе 3, отраженный от зеркалаопорного блока 9 сравнения и вала10 световой поток попадает черезоптический затвор 6 на фотокатодэлектронно-оптического преобразователя 4, Сложение отраженных лучейот вала 10 и опорного блока 9 сравнения образует на электронно-опти-,ческом преобразователе 4 интерференционную картину, которая на экранеэлектронно-оптического преобразователя 4 преобразуется в увеличенноеэлектронное изображение. Из светово.,го"йотока, падающего на электроннооптический преобразователь 4вырезаются прецезионные,стробирующие им"пульсы оптическим затвором б, дляуправления которым в блоке 7 управления частотой съема информации вы. рабатываемые генератором 11 колебания поступают на схему 12 регулировки частоты следования импульсов,где осуществляется прецезионный отсчет количества колебаний кварцевого генератора 11 до суммы периодовэтих колебаний наиболее близкой ктекущему значению времени, одногобборота вала 10.Прецезионная регулировка частоты1следования отпирающих импульсов нозволяет ьсуществить тонкую настройкуи добиться оператору оСтановки интерференционной картины на экранеэлектронно-оптического. преобразователя 4 и метки на валу 10 в заданном 5 положении для начала отсчета. Информация о периоде вращения вала 10поступает на блок 8 анализа параметров деформации вала. После этого спомощью схемы 12 регулировки часто- Щ ты следования импульсов операторомустанавливается разность фаз междупериодом следования отпирающих импульсов и периодом вращения вала10, соответствующая величине смеще ния интерференционной картины на экране электронно"оптического преобразователя 4 на 1/5 ширины полос. Фо"топриемник 13 фиксирует измененияосвещенности, вызываемые перемещением интерференционных полос, и передает информацию на схему 14 счетаи кодирования и далее на схему 15сравнения. Регистрация смещения полос в схеме 14 счета и кодированияосуществляется в течение временипоступления моноимпульса из схемы 12регулировки частоты следования импульсов, В схеме 15 сравнения происходит сравнение и обработка данных,полученных при медленном вращениивала 10, не вызывающем динамическихдеформаций, и в стационарном режимевращения вала 10. Результаты обработки выдаются на индикатор 16. 35 Предлагаемое устройство за счетвведения новых узлов и функциональных связей позволяет получить квази- статическую картину динамического процесса вращения вала и его деформа ции, устранить информационную избыточность, мешающую правильной расшифровке информации,