Устройство для неконтактного определения параметров вибрации

ОП ИСАИИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯовскому свидвтвльств 1 71591 Союз СоветсиикСоциапистичесиихРеспублик К АВТ 61) Дополнительное к авт. д-в(22) ЗаЯвлено 13,09.76 (21) 2407204/18-23с присоедииениеМзаявки,% -уанрственный камнтат СССР леам зобретенн н вткрьпнй(23) Приорите 5.02.80 публнкова Бюллетень РЙ ания 15,02.80 Дата опубликования о(54) УСТРОЙСТВ ДЛЯ НЕКОНТАКТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТРОВ ВИБРАЦИИ 3Изобретение относится к области измере- ния параметров колебаний и может быть ис. пользовано в виброметрии.гИзвестен неконтактный измеритель параметров вибрации, содержаший интерферометр, момохроматический источник света, фотоприемник с усилителем, синхронизатор, подклю ченный к усилителю формирования импульсов с частетой 1 один выход которого подключен на вход временного преобразова. теля, связанного с время. амплитудным пре. образователем, к выходу которого подключен дискриминатор нижнего уровня, подсоединен. ный к формирователю импульсов с частотой Ф,один выход которого подключен к счетчику частоты вибрации, а другой - к счетчику отношения частот, второй вход которого связан со вторым входом формирователя им. пульсов с частотойа выход - с индикатором амплитуды вибрации, при этом блок син- хронизации включен между счетчиком частоты, вибрации и счетчиком отношения частот 11.Недостатком этого измерителя является малый диапазон измерения амплитуды вибрации. авиационного приборостроения Наиболее близким техническим решениемк изобретению является устройство лля иэ.мерения параметров вибрации, содержащеегенератор когерентных электромагнитныхколебаний, блок фокусировки излучения5оптически сопряженный с отражателем, укрепленным на испытываемом объекте, оптически сопряженным через блок фокусировкиизлучения с входом позиционно-чувствитель.0 ного элемента с подключенным к нему генератором опорного напряжения, подключенногок последовательно соединенным усилителями детекторам 2) .Недостатки такого устройства - малый15диапазон амплитуды измеряемых колебаний,трудность фокусировки излучения на контролируемый объект, сложность эксплуатации,обусловленная необходимостью конструктивного разобшения источника когерентного излу.чения и позиционно.чувствительного фотопри.емника со схемой обработки,Целью. изобретения является расширениедиапазона однозначного измерения амплитудывибрации.3 71Цель достигается тем, что в известное устройство введены трехплечевой циркулятор,смеситель, однополосный балансный преобра.зователь, усилитель-ограничитель и фазовыйдетектор, при этом первое плечо циркулятора подключено к блоку фокусировкиизлучения, второе плечо - к генератору.коге.рентных электромагнитных кол.баний, подключенному через однополосный балансныйпреобразователь к первому входу смесителя,второй вход которого соединен с третьимплечом циркулятора, а выход через усилитель,ограничитель подключен к первому входуфазового детектора, второй вход которогосоединен с выходом тенератора опорногонапряжения, подключенного к второму входуоднополосного балансного преобразователя,- На чертеже представлена блок. схема предлагаемого устройства для неконтактного, опреде.ления параметров вибрации.Выход генератора 1 когерентных электромаг.нитных колебаний соедййен с одним йз плечфехплечевого циркулятора 2, соединенного.также с фокусирующей системой 3, сопряжен.ной с отражателем 4, укрепленнъм на испыты;ваемом объекте, и с входом смесителя 5,другой входкоторого через однополосныйбалансный преобразователь 6 соединен с ввтходом генератора 1. Выход смесителя 5через усилитель-ограничйтель 7 подключенк первому входу фазового детектара 8, вто.рой вход которого соединен с выходом гене .ратора 9 -опорного "напряжения, подключеннымтакже к второму входу однополосного баланс.ного преобразователя б.Устройство работает следующим образом.Испытываемый объект облучается СВЧ.колебаниями генератора 1, в результате часть элек;тромагнитной энергии отражается в направле.нии блока 3 фокусировки излучения, причемотраженный сигнал имеет информацию обамплитуде и частоте вибрации в допплеров.ском смещении фазы, Этот сигнал выделяется в смеситель 5, смешйваясь с сигналамиопорной частоты генератора 9 сигналом, от.раженным от объекта и просачиваюШимся отгенератора 1 когерентных электромагнитныхколебаний, Затем выделенный сигнал усипи.вается усилителем-ограничителем 7 до величины, необходимой для работы фазового детектора 8. Ограничение осуществляется дляустранения паразитной амплитудной модуляции, На выходе фазового детектора 8 получают напряжение0 = .Соя сои + фсм,5941 4где О - выходное напряжение фазового де.тектора,ыц в допплеровское смешение частоты,рсм - фаза отраженного сигнала.1 аким образом, сигнал, выделенный навыходе фазового детектора, имеет частоту, рав.ную частоте контролируемого колебания,и амплитуду, однозначно характеризуюшуюамплитуду вибрации.Применение предлагаемого устройства позво.ляет осуществлять измерения на расстоянии0-100 метров при максимальной амплитудеколебаний 15 мм с точностью не хуже 1%й может найти широкое применение в науч.15 Ных исследованиях и контроле технологических.процессов, например, в системах управленияс активными обратными связями, где задачабесконтактного контроля параметров вибра.цни на значительном расстоянии является20 особенно актуальной,Формула изобретенияэ 5 Устройство для неконтактного определенияпараметров вибрации, содержашее генератор:когерентных электромагнитных колебаний,блок фокусировки излучения, сопряженныйс отражателем, укрепленным на испытываемомзд объекте, и генератор опорного напряженияо т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения диапазона однозначного измерения амплитуды колебаний, в него введенытрехплечевойциркулятор, смеситель, однополосный балансный преобразователь, усилительограничитель и фазовый детектор, при этомпервое плечо циркулятора подключено к блоку фокусировки излучения, второе плечо - кгенератору когерентных электромагнитных40 колебаний, подключенному через однополос.ный балансный преобразователь к первомувходу смесителя, второй вход которого сое.динен с третьим плечом циркулятора, а выХод через усилитель-ограничитель подключенб к первому входу фазового детектора, второйвход которого соединен с выходом генератораопорного напряжения, подключенного, к второму входу одиополосного балансного преобразователя,р Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 32 б 48,кл. 6 01 Н 11/00, 12,05.70,2, Авторское свидетельство СССР К 352149,55 кл, 6 01 Н 11/00, 25.12.70 (прототип).715941 исное Тираж 713сударственного комитета Сизобретенйй и открытийва, Ж - 35, Раушская наб.,3/38ПНИИПИ Г Зака по делам 3035, Мос 4/5 лнал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель Т. АндрееваРедактор М. Харитонова Техред Н.Бабурка . Корректор и. Веселовская