Устройство для измерения перемещения подпружиненной иглы форсунки

(9) ( 4 Г 02 М .65/00 ОПИСАНИ РЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВ РСНОМ К(46) (72) равьев,А.Н. В.М. (53) (56) У 11 ССР983. ьств 5/00 УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 11385303727381/25-0620.01.8423.10.85. Бюл. 9В.А, КонстантиновШвайко, В,А. ЩербРогачевский и Е.Л621,436.038(088.8Авторское свидете8530, кл. Р 02 М 54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕЕМЕЩЕНИЯ ПОДПРУЖИНЕННОЙ ИГЛЫ ФОРСУНКИ по авт.св. У 1138530, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышенин точности, в устройство дополнительно введены последовательно соединенные между собой усилитель, схема выборки"хранения, дифференциатор, блок управления частотой и элемент перестройки, причем второй выход детектора подключен к усилителю, пер вый и второй выходы дифференциатораприсоединены к соответствующим входам блока управления частотой, выход которого последовательно через элемент перестройки связан с входом СВЧ-генератора.1 1186Изобретение относится к двигателестроению, в частности испытанию топливовпрыскивающей аппаратуры дизелей,может быть использовано при исследовании и диагностике форсунок дизелей 5и является усовершенствованием известного изобретения по авт.св.У 1138530.Цель изобретения - повышение точности измерения перемещения подпружиненной иглы форсуйки путем автоматического выбора частоты генерации, .при которой разница фаз между опорными измеряемым сигналами обеспечиваетмаксимальную чувствительность устройства и не зависит от места установки 15датчика,На фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства на фиг, 2 - фазовая характеристика работы устройства,Устройство для измерения церемеще ния подпружиненной иглы форсунки(фиг. 1) содержит генератор 1 электромагнитных СВЧ колебаний, своимпервым выходом связанный при помощикоаксиальной линии 2 с элементом свя.25зи (датчиком 3, который установленвнутри и соосно полости 4 и пружине5, опир;:ющейся на штангу б, связаннуюс иглой 7 форсунки 8, и предназначендля возбуждения электромагнитных ко- З 0лебаний в полости 4, выполняющей рольестественного волновода. Вторым выходом генератора 1 через линию 9 передачи СВЧ колебаний соединен со смесительным детектором 10, который связан также с коаксиальной линией 2. По линии 9 на детекТор 10 поступает опорный сигнал, а с коаксиальной линии 2 - отраженный сигнал. В дет кторе 10 происходит смешивание40 отраженного сигнала с опорным и выделяется низкочастотная составляющая. Анализатор 11 связанный своим первым .выходом с детектором 10, отображает45 изменение смешанного сигнала. Устройство содержит также последовательно соединенные между собой усилитель 12, схему 13 выборки-хранения, дифференциатор 14, блок 15 50 управления частотой и элемент 16 пе-. рестройки, При этом второй выход смесительного детектора 10 подключен к усилителю 12, первый и второй выходы дифференциатора 14 присоединены к " 55 соответствующим входам блока 15 управ ления частотой, а выход последнего последовательно через элемент 16 пе-,822 2рестройки связан с входом СВЧ генератора 1.Усилитель 12 предназначен для усиления низкочастотного сигнала и согласования выхода смесительного детектора 10 с входом схемы 13 выборки-хранения. Последняя осуществляетвыборку и запоминание мгновенногозначения максимальной амплитуды, поступающего на вход низкочастотногосигнала. При скачке напряжения навходе дифференциатора 14 он вырабатывает сигнал, по первому или второму выходу поступающий на соотвествующие входы блока 15 управления частотой. Последний представляет собой,например, линейно перестраивающийсягенератор напряжения, при поступлении на один из входов которого сигнала с дифференциатора 14 напряжение на его выходе увеличивается, а при поступлении сигнала на другой выходуменьшается. Выход блока 15 управления частотой соединен с элементом 1,6перестройки, включенным в частотозадающий контур генератора 1. Определенному значению напряжения на элементе 16 перестройки соответствует строго определенная частота генерации.Устройство работает следующим образом.При возбуждении электромагнитных колебаний в волноводной полости 4 форсунки 8 устанавливается стоячая волна, Периодическое движение иглы 7 и штанги 6 вызывает модуляцию высокочастотного сигнала, низкочастотная составляющая которого выделяется на смесительном детекторе 10. Амплитуда низкочастотного сигнала опреде ляется фазовым соотношением между высокочастотным опорным сигналом генератора 1, который подается на один из входов смесительного детектора 10 и промодулированным (зондирующим) сигна.;ом, поступающим на его другой вход (фиг. 2). Максимальной чувствительности смесительного детектора 10 соответствует максимальная амплитуда выходного сигнала, С выхода смесительного детектора 10 через усилитель 12 низкочастотный сигнал поступает на вход схемы 13 выборки-хранения, откуда хранимое напряжение подается на вход дифференциатора. При каждом последующем сигнале,поступающем на вход схемы 13 выборкнхранения, на входе дифференциатора 14 происходит изменение напряжения и он вырабатывает электрический сигнал, который в зависимости от направления изменения напряжения(увеличении или уменьшении) появляется или на первом, или на втором выходах дифференциатора 14. Далее этот сигнал подается на соответствующие входы блока управления частотой. Напряжение на выходе генератора 1 либо увеличивается, либо уменьшается, что приводит к изменению частоты колебаний электромагнитных волн, поскольку каждому значению напряжения на элементе 16 перестрой ки соответствует строго определенная частота. При изменении частоты генерации, т.е. длины волны электромагнитного излучения, изменяются фаэовые соотношения межцу опорным и зондиру ющим сигналами, что влечет за собой изменение амплитуды низкочастотного сигнала на выходе смесительного де- тектора 10 (фиг. 2), На фазовой характеристике работы устройства (фиг.2 25 приняты следующие обозначения;угол, равный .разнице между зондирующим и опорным сигналами при частоте генерацииД;Ж- угол, равный разнице .фаэ между зондирующим и опорным сигналами, возникающей при движении иглы, А - амплитуда сигнала, соответствующая начальному положению иглы при частоте генерации Г, АК - амплитуда сигнала, соответствующая положе 35 нию иглы при движении и частоте генерации Г, Ь А - амплитуда низкочастотного сигнала при частоте генера= ции 1.40Выбор частоты генерации, при которой обеспечивается максимальная .чувствительность, т.е. максимальная амплитуда низкочастбтного сигнала, происходит следующим образом. Если при достижении частоты генерации Г изменяется амплитуде низкочастотного сигнала, соответствующая частоте е 1,(пусть например Г; - Г ) то схема 13 выборки-хранения перезаписывает новое значение максимальной амплитуде сигнала и на ее выходе происходит скачок напряжения, Лифференциатор 14 вырабатывает сигнал, которыйпо первому из его выходов поступаетна соответствующий вход блока 15 управления частотой. Если направлениеизменения напряжения на выходе схемы 13 выборки-хранения не меняется,происходит дальнейшая перестройкачастоты генерации. При достижении частоты генерации ГгГо направлениеизменения напряжения сигнала меняетсяна противоположное. Скачок напряжения на выходе схемы 13 выборки-хранения подается на вход дифференциатора14 и уже по вторму выходу последнего поступает на соответствующий входблока 15 управления частотой генерации, который вырабатывает сигнал,меняющий направление изменения частоты на противоположное,Еслмаксимальная амплитуда сигнала достигается при частоте генерации,равной 2 о, изменение направления напряжения низкочастотного сигналапроисходит при частоте генерацииЕ + Ь Г в случае перестройки частотыот Г 1 до Го или от Гг до Гоэ те.частота генерации находится в полосе+д от частоты Г , обеспечивающеймаксимальную чувствительность устройства. Для достижения максимальнойчувствительности изменение частотыгенерации должно находиться в пределах/ь Й/ =Г, где 1 - величинаВперемещения йгйь: форсунки Ь - суммарная длина линии передает СВЧ энергии от генератора 1 к элементу связи3 и смесительному детектору 10.