Способ измерения параметров механических колебаний

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.з С 01 н 11/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения В.Л.Куприевский Пермский моторостроительный завод им. Я.М.Свердлова(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ йИзобретение относится к областиизмерительной техники и может бытьиспользовано для бесконтактногоизмерения параметров механических 5колебаний исследуемого объекта,например, при измерении вибрацийлопаток газовых турбин и компрессоров.Известен интерференционный способ измерения параметров вибрациипутем фотоэлектрического преобразования в электрический сигнал движущихся интерференционных полосдвухлучевой интерференции монохроматического света, прямого и отраженного от отражательной пластины, установленной на исследуемом объекте (1,Известен также способ измерения 20амплитуд синусоидальных механических колебаний, основанный на том,что измерение ведут путем фотоэлектрического преобразования движущихсяинтерференциальных полос двухлучевой интерференции монохроматическогосвета, в электрический сигнал, подаваемый на осциллограф. По считаннымосциллограммам вычисляют амплитудумеханических 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 системы, содержащей фоточувствительный элемент и щелевую диафрагму (3,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:бДфл лб 4 п 1ь где у - частота колебаний исследуемого объекта; 5 - ширина щели диафрагмы;- время прохождения световой марки через щелевую диаФрагму,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 11, два углаы 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 вырабатываетэлектрический сигнал. При движенииизображения световой марки относительно цели световой поток, проходящий через щель, возрастает от Одо максимального значения, а затемубывает от максимального значениядо О, За время прохождения изображения световой марки через щель, период с начала попадания изображениямарки в щель до выхода изображениямарки из щели, фоточувствительныйэлемент 8 вырабатывает электрическийсигнал. Время прохождения световогосигнала через щель приемной диафрагмы характеризует амплитуду колебанийисследуемой поверхности, которую вычисляют.по Формуле;8А=20 епй рДанный способ измерения параметров механических колебаний обеспечивает измерение амплитуды от 0,4 мми более в широком диапазоне частот.25 Релазиация способа не требует специального оборудования, а универсальность и оперативность съема информации позволяют использовать егов производительных условиях.30Формула изобретенияСпособ измерения параметров меха-нических колебаний, заключающийсяв том, что на поверхность исследуемого объекта проектируют световуюмарку, с помощью передающей оптической системы, изображение которойрегистрируют с помощью приемной оптической системы, содержащей Фоточувствительный элемент и щелевуюдиафрагму, о,т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью измерения амплитуды колебаний, определяют время про 45 хождения изображения световой маркичерез целевую диафрагму и вычисляютамплитуду по формулеА=50сгде р - частота колебаний исследуемого объекта;5 - ширина щели диафрагмы;7 - время прохождения световоймарки через щелевую диафраг 55му.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Иориш Ю,И. Виброметрия. Гос.научно-техн,из-во.й.,машиностроиЩ тельной литературы,1963,с.479-482,2. Авторское свидетельство СССРР 172064, кл. 6 01 Н 11/00, 1964.3. Авторское свидетельство СССРМ 146509, кл, 6 01 Н 9/00, 19601 прототип).4 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проект аказ 4620/32 Тираж ЦНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Москва, Ж13 Подписное енного комитета СССР етений и открытийРаушская наб д. 4