Устройство для виброакустической диагностики роторных машин

СОЮЗ СОВЕТСНИХЮОВВФВчвэииРЕРЪЪЛИК 1191 11 И А Я" ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Н АВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Рижский Краснознаменный инсти - тут инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола(56) 1. Авторское свидетельство СССР Иф 823933, кл. С 01 М 7/00, 1979.2. Авторское свидетельство СССР Мф 312160, кл. С 01 М 7/00, 1969 (прототип) .(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ РОТОРНЫХ МАШИН,содержащее последовательно соединенЗ(511 С 01 М 7/00; С 01 М 15/00 ные вибропреобразователь, блок согласования, смеситель, фильтр промежуточной частоты, детектор и измерительный блок, а также умножительчастоты, выход которого подключенк второму входу смесителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения области применения устройства, оно снабжено последовательно соединенными фильтром нижнихчастот, вход которого подключен к выходу блока согласования, детекторомсреднеквадратических значений, делителем напряжения и перестраиваемымполосовым усилителем, выход которогоподключен к входу умножителя частоты, а второй вход - к выходуфильтра нижних частот,1104Изобретение относится к виброакустической диагностике машин и можетиспользоваться для контроля технического состояния роторных машин впроцессе их эксплуатации и ремонтаИзвестно устройство для виброакустической диагностики роторныхмашин, содержащее вибропреобразователь, блок согласования, смеситель,фильтр промежуточной частоты и из- Омерительное устройство 11.Недостатком устройства являетсяневозможность оперативной настройкина заранее выбранную составляющуюспектра вибрации, а также невозможность контроля частоты вращения ротора диагностируемой машины.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является устройство для виброакустической диагностики роторных машин, содержащеепоследовательно соединенные вибропреобразователь, блок согласования,полосовой фильтр, смеситель, Фильтрпромежуточной частоты, детектор и 15измерительный блок, а также умножитель частоты, выход которогоподключен к второму входу смесителя 2,.недостатком известного устройстваявляется узкая область применения,что обусловлено ограниченностью диапазона изменения частоты вращениядиагностируемой машины, в которомвозможен контроль ее скоростногорежима и параметров информативныхсоставляющих спектра вибрации.Целью изобретения является повышение достоверности контроля. Поставленная цель достигается тем,40 что устройство для виброакустической диагностики роторных машин, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, блок согласова 45 ния, смеситель, фильтр промежуточнои частоты, детектор и измерительный блок, а также умножитель частоты, выход которого подключен к второму входу смесителя, снабжено последовательно соединенными Фильтром нижних 50 частот, вход которого подключен к выходу блока согласования, детектором среднеквадратических значений, делителем напряжения и перестраиваемым полосовым усилителем, выход ко торого подключен к входу умножителя частоты, а второй вход - к выходу фильтра нижних частот. 370 1 На чертеже представлена структур-ная схема устройства.Устройство содержит последовательно соединенные вибропреобразователь 1, блок 2 согласования, смеситель 3, фильтр ч промежуточной частоты, детектор 5 и измерительный блок6, а также последовательно включенные фильтр 7 нижних частот, детектор8 среднеквадратических значений,делитель 9 напряжения, перестраиваемый полосовой усилитель 10 и умножитель 11 частоты, выход которогоподключен к второму входу смесителя3. Второй вход перестраиваемого полосового усилителя 10 подключен к выходу фильтра 7 нижних частот,Устройство работает следующим образом. Сигнал с вибропреобразователя 1 через блок 2 согласования поступает одновременно на измерительный и управляющий каналы. На входе управляющего канала установлен фильтр 7 нижних частот, частота среза которого равна максимально возможной частоте вращения ротора диагностируемой машины. Пропущенный через фильр 7 нижних частот сигнал поступает на детектор 8 среднеквадратических значений и на сигнальный вход перестраиваемого полосового усилителя 10, причем управляющий вход этого усилителя через делитель 9 напряжения соединен с выходом детектора 8 среднеквадратических значений.Экспериментально установлено, что среднеквадратическое значение уровня вибрации роторной машины (например, турбохолодильного агрегата) в полосе частот от единицы герц до частоты, равной максимально возможной частоте вращения ротора (роторной гармоники при максимальном скоростном режиме), линейнозависит от частоты вращения ротора в диапазоне ее изменения 30-1002 от максимально возможного значения. Причем рассеивание в каждом сечении указанной зависимости не превышает 10+153 от. ее среднего значения. В связи с этим, подав через делитель 9 напряжения, который выполняет функцию подстроечного элемента, постоянное напряжение (пропорциональное частоте вращения ротора) на1104 Составитель В.КрапивинРедактор Н,Лазаренко Техред М,Тепер Корректор А.Дзятко Заказ 5202/28 Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 управляющий вход перестраиваемого усилителя 10, можно осуществить его настройку на частоту роторной Гр гармоники, При этом соответствующим выбором полосы пропускания фильтра можно обеспечить надежное попадание в нее роторной гармоники и, следовательно, ее надежное выделение. Умно- житель 11 частоты производит умножение выделенной роторной гармоники 1 О на выбираемый оператором коэффициент К, Анализируемый сигнал, содержащий информативную спектральную составляющую с частотой Й и сигнал с выхода умножителя с частотой Е = 15 = И поступает на балансный смеси) этель 3. С помощью узкополосного фильтра 4 промежуточной частоты выделяется сигнал промежуточной частоты ЙР, значение которой определя О ется выражением пр с РСигнал промежуточной частоты детектируется в детекторе 5, а амплиту 25370 4да его определяется с помощью измерительного блока 6,Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществить следящий спектральный анализ виброакустического сигнала роторной машиныв широком диапазоне изменения еечастоты вращения в том числе в динамическом режиме, что значительнорасширяет область его применения.В частности, устройство может бытьиспользовано для реализации процессов диагностирования роторных машин,основанных на измерении амплитудразличных спектральных составляющихсигнала вибрации в переходных режимах. В свою очередь расширение области применения устройства обеспечивает повышение эффективности процессов диагностирования и снижения затрат на техническое обслуживание и ремонт различных роторных машин, например авиационных турбохолодильных агрегатов.