Ультразвуковой измеритель виброперемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ш 4 С 01 В 17 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ вЬ (С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Горьковский государственный университет им. Н. И. Лобачевского(56) Антонец В. А., Казанов В. В. Ультразвуковой измеритель перемещений (виброметр). - -Горький: ИПФ АН СССР, препринт112, 1984.(57) Изобретение относится к области измерений механических колебаний, в частности к измерителям параметров вибрации Изобретение относится к области измерений механических колебаний, в частности к измерителям параметров вибрации (перемещения) поверхности объекта, находящегося в жидкой среде с использованием звуколокации.Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения погрешности, вызванной медленным перемещением объекта.На фиг. 1 приведена блок. схема измерителя; на фиг. 2 - конструкция блока ультразвуковых преобразователей; на фиг. 3 схема управления.Ультразвуковой измеритель вибропереме. щени й содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, усилитель 2 мощности, излучающий преобразователь 3, который излучает ультразвуковые сигналы в сторону вибрирующей поверхности 4, последовательно соединенные приемный преобразователь 5, резонансный усилитель 6, формирователь 7, управляемый делитель 8, фазовый детектор 9, фильтр 10 низкой(перемещения) поверхности объекта. Целью изобретения является повышение точности измерения путем исключения погрешности, вызванной медленным перемещением объекта, В качестве источника информации о виброперемещении поверхности используется разность фаз между излучаемым (опорным) и принятым ультразвуковыми сигналами. Медленно меняющийся сигнал, обусловленный паразитным перемещением вибрирующей поверхности, с выхода фазового детектора выделяется фильтром низкой частоты и подается на управляемый фазовращатель, который изменяет фазу опорного сигнала, компенсируя тем самым паразитное изменение фазы. 3 ил. частоты и индикатор 11, последовательно соединенные управляемый фазовращатель 12, вход которого соединен с вторым выходом задающего генератора 1, формирова. тель 13 и управляемый делитель 14, вы. ход которого соединен с вторым входом фазового детектора 9, последовательно соединенные фильтр 15 низкой частоты, вход которого соединен с выходом фазового детектора 9, и усилитель 16 обратной связи, выход которого соединен с вторым входом фазовращателя 12, и схему 17 управления, первый выход которого соединен с вторым входом усилителя 16 обратной связи, а ее второй выход - с вторыми входами управляемых делителей 8 и 14.Блок ультразвуковых преобразователей состоит из приемного и излучающего преобразователей 3 и 5, закрепленных непосредственно на концах кабелей 18, которые прижимом 19 закреплены в корпусе 20. Отверстие 21 служит для крепления блока.Схема 17 управления состоит из последовательно соединенных программного уст 1527493ройства 22, схемы 23 совпадения, запоминаюгцего устройства 24 и схемы 25 совпадения и ждущего мультивибраторз 26, выход которого соелинен с вторыми входа. ми схем 23 и 25 совпадения и запоминающего устройства 24. Второй и третий ныхолы запоминающего устройства 24 являются первым и вторым выходами схемы 17 управления соответственно. В автоматическом режиме работь н качестве программного устройства может быть использована ЭВМ.Устройство работает слелующим образом.Вырабатывдемый генератором 1 сигнал усиливается усилителем 2 моиности и поступает на излучающий преобразователь 3. Отрззившцть от вибрирукщей поверхности 4, сигнал посту пает нд цследовательно соелицеццьц приемный преобразователь 5, резонансный усилитсль 6, формирователь 7 и лелитель М. В этой цепи сигнал усиливастся, та цлартизируется его амплитуда, изменяется часттз. Коэффициент деления лслителя 8 определяется выбранным лиапаюном чувствительности. Опорный сигнал от задающего генератора 1 поступает на последовательно соелиненные управляемый фазонрз щатель 2, формирондтель 13, делитель 14 частоты. Коэффициент леления частоты залается схемой 17 управления. Колоная комбинация коэффициента леления набирается н програ ммном устройстве 22 - кодовый переключатель, и с помощью жлу гцего мультивибратора 26 через схемы 23 и 25 сонпаления здносигся н запоминаюцее устройство 24 Тем самым изменяе 1 ся коэф фициецг деления лелителя и соответственно усиливается диапазон чувствительности при бора, который определяется требованиями цри измерении 1 осле лели гелей 14 и 8 частоты сигнал поступает цз фдзовый детектор 9, где вырабатывается напряжение, величина и знак котороо пропорциональны величине и знаку смещения исследуемой поверхности. Фильтр 10 низкой частоты отфильтровы. вает ныскочастотные составляющие, имеющиеся н выходном сигнале фазового детектора 9, и полезный сигнал с выхода фильтра 10 поступает на индикатор 11. В случае, когда расстояние между вибрирующей поверхностью и датчиком изменяется, появляется соответствующий изменению фазовый сдвиг, который на выходе фдзоного детектора 3 вызывает появление соответствуюсцего по знаку и величине напряжения Это напряжение выделяется фильтром 15 низкой частоты и через усилитель 16 обратной связи поступает нд управляемый фазонращатель 12, Таким образом, фаза опорного сигнала изменяется на вели флула изобретения 30 40 снабжен последовательно соединенными вторым фильтром низкой частоты, вход которого подключен к выходу фазового детектора, усилителем обратной связи и фазоврашателем, второй вход которого под ключен к второму выходу задающего генератора, а выход - к входу второго формирователя, и схемой управления дели телями, первый выход которого соединенс вторым входом усилителя обратной связи, 55а ее второй выход с вторыми входами первого и второго упрдвля мых делителей. 5 10 15 20 25 чину, соответствующую возникшем, в принятом сигнале фазовому сдвигу. С помощью этой же схемы по комацлс со схемы 17 управления осуществляются установка нуля фазового детектора и включения усилителя 16 обратной снязи. Возможность выключения усилителя 16 необходима для измерения медленных перемещений исследуемой поверхцости независимо от измерения ее вибрации.Конструкция блока ультразвуковых преобразователей, приведенная на фиг. 2, выполнена так, чтобы избежать образования стоячей волны. Это обеспс чивается тем, что передняя часть корпуса 20 не параллельна исследуемой поверхности (нс перпендикулярна направлению из учения) Исклкэчение акустической цанолки лнтигается тем, что приемный пробразовасль 5 цдхолигся в еци оправки изл чсюцго преобразователя 3, а понерхнссгпая акустическая волна ло приемного пробразонателя н доходит из-за бочьпго ззгухания на элементах латчикз.Таким образом, рс,лд немое устройство может быпгь использовано лля измерения парамтрон вибрации поверхцнти н жидкос.-6 ти с необходимой чу нстнительностыо 10 см и оистью в случае переменсония исслелуемой нибрируощ й поверхности относительц датчика Ультрдзнуковой измеритель виброперемсщеций обьекта, содержащий послеловательн соелинецные задающий генератор, усилитель моиности и излучакгний преобразователь, последовательно соелинеццые принимзкщий преобразователь, резонансный усилитель, первый формирователь, первый управляемый делитель, фазовый детектор, фильтр низкой частоты и и иди катор, последовательно соединенные второй формирона.н тель и второи упранляемыи делитель, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем исключения погрешности, вызванной медленным перемещением объекта, онСоставитель В. Кольцов Редактор Л. Гратилло Техред И. Верес Корректор И. Муска Заказ 750146 Тираж 683 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 1 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно. издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101