Устройство для измерения параметров вибраций объектов

(51)5 0 01 Н 11/О Е ПАТЕНТНОЕ Изв вибрац 1(6) 07.02.93. Бюл. 3 Ф 5 (71) Ярославское научно-производственное объединение "Электронприбор" (12) И,П,Дубов, Н.Н.Пересветов и Б.М.Милнкис фб) Авторское свидетельство СССР 832350, кл,б 01 Н 9/00, 1979.Авторское свидетельство СССР. 617987, кл. 0 01 Н 11/00, 1974. ( 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПААМЕТРОВ ВИБРАЦИЙ ОБЪЕКТОВ . (87) Использование: в измерительной техн ке для анализа частотного спектра колеб ний в системах распознавания образцов, С щность: устройство содержит лазер 1 неИзобретение относится к йзмерительн й технике и может быть использовано для аннализа частотного спектра колебаний в сис емах распознавания образцов, в частнос и для определения характеристик с бственных колебаний объектов,Известно устройство, имеющее источниик монохроматического света, полупрозрачное зеркало, фокусирующий микроскоп, два фотопреобразователя, блок вычитания э ектрических сигналов, электромеханйчес ий преобразователь,Недостатком известного устройства явл ется необходимость введения дополнит льного источника возбуждения колебаний . о ъекта и невозможность исследованйя пар метров вибраций объектов.естно устройство для измеренийий, содержащее лазер непрерывногокало 4, оптическую фокусирую, оптический приемный блок осный усилитель 7, частотный пектра 8, Для получения моду- сигнала в устройстве предусратор 16, последовательно с блоком 17 повторения имждения и параллельно с оптиным блоком 6. Для подстройки пьезоэлектрический элемент19 и источником 20 постоянния. Для повышения быстролужйт блок 21 фазового стотных компонент сигнала и ф лок 22 памяти фазы сигнала. ил,воротное зер щую систему 6, широкопол анализатор с. лированного мотрен гене соединенный пульсов возбу ческйм прием фазы служит 18 с зеркалом " ного напряже действия с сравнения ча аналоговый б 1 з,пф-лы, 1 излучения, электрооптический преобразователь лучерасщепитель, поворотные зеркала, оптическую фокусирующую систему, декодирующее устройство, широкополосный усилитель, генератор модулирующего сигнала, устройство обработки информации. Кроме того, в устройстве предусмотрена система для подстройки фазы, состоящая из пьезоэлектрического элемента с зеркалом и источника постоянного на- пряжения,Недостатком известного устройства является невозможность точного определения резонанса исследуемого обьекта из-за инерционности применяемой системы,Целью изобретения является повышение точности измерений вибраций объектов, 1793263Для повышения быстродействия служат блок 21 фазового сравнения частотных ком- дл понент сигнала и аналоговый блок 22 памя- ск ти фазы сигнала. Укаэанная цель достигается тем, что известное устройство для измерений параметров вибраций объектов, содержащее лазернепрерывного излучения, электрооптический преобразователь, лучерасщепитель,оптическую фокусирующую систему, оптическое приемное устройство, широкополосный усилитель, видеоконтрольноеустройство, генератор модулированногосигнала, снабжено расположенными между 10широкополосными усилителем и "видеоконтрольным устройством последовательно соединенными частотным анализаторомспектра, включающим фазочастотный дели-тель, блок сравнения амплитуд сигнала,аналоговый блоК памяти пйкового значенияамплитуды сигнала; и многоуровневым компаратором.Кроме того, для повышения быстродействия, в частном анализаторе спектра параллельно блоку сравненйя амплитудысигнала и аналоговому блоку йамяти никового значения амплитуды сигнала подключены соответственно блок фазовогосравнения частотных компонент сигнала и 25аналоговый блок памяти фазы сигнала,.На чертеже показана схема заявляемого устройства,Устройство содержит лазер 1 непрерывного излучения; электрооптический 30преобразователь 2, лучерасщепитель 3, пбворотное зеркало 4, оптическую фокусйрующую систему -5, оптическое приемноеустройство 6, широкополосный усилитель 7,частотный анализатор спектра 8, включающей фазэчастотный делитель 9; многоканальный усилитель 10, параллельносоединенный с блоком 11 сравнения амплитуды сигнала, выполненном на й-канальномА 4 П и схеме сравнения, и с аналоговым 40блокам памяти пиковогозначения амплитуды сигнала 12, Частотный анализатор спектра 8 последовательно соедйнен с блоком13 многоуровневого компаратора,Уйогоуровневый компаратор 13 соединен с блоком 14 цветового кодирования иблоком 15 видеоконтрольного устройства.Для получения модулированного сигнала в устройстве предусмотрен генератор 16,последовательно соединенный с блоком 17 50повторения импульсов возбуждения и параллельно с Оптическим приемным устройством 6,Для постройки фазы служйт пьезоэлектрический элемент 18 с зеркалом 19 и источником 20 постоянного напряжения,Объектом исследования заявляемого устройства явились резонансные колебания объекта 23;Устройство работает следуюцим образом.Луч лазера 1 модулируется при помощи электрооптического преобразователя 2, Сигнал модуляции поступает от генератора 16 модулированного сигнала на электро- оптический преобразователь 2, далее луч разделяется лучерасщепителем 3 на зондирующий и опорный, После лучерасщепителя 3 зондирующий луч через оптическую фокусирующую систему 5 фокусируется на исследуемый объект,23, возбуждая в нем резонансные колебания Отраженный от объекта 23 лазерный луч собирается оптической системой 5 и с помощью поворотного зеркала 4 направляется на оптическое приемное устройство 6, одновременно туда попадает и опорный луч, После приема и усиления сигнал, несущий информацию о резонансных колебаниях образца, попадает на,блок фазочастотного делителя 9 частотного анализатора 8, где происходит разложение в ряд Фурье, выделяя амплитудные и фазовые составляющие сигнала, далее сигналы усиливаются многоканальным усилителем 10 и поступают для сравнения с заданным уровнем в блок 11 сравнения амплитуды сигнала, где формируется сигнал и характеризует вибрационные параметры образца.Сигнал преобразуется в двумерный сигнал и поступает на аналоговый блок 12 памяти пикового значения амплитуды сигнала; где происходит запоминание раэностных уровней последующего сигнала амплитуды,С частотного анализатора спектра 8 сигнал пОступает на многоуровневый компаратор 13.Блок 17 повторения импульсов возбуждения формирует сигнал повторения для генератора 16 с изменением длительности импульса; заданной блоком 11 сравнения амплитуды сигнала для генератора 16,Блок 17 повторения импульсов возбуждения формирует также сигнал обнулениядля фазочастотного делителя 9 и командувызова параметров предыдущего сигналадля блока 11 для возможности сравнения спришедшим сигналом, С блока 14 цветовогокодирования сигнал воспроизводится на видеоконтрольном устройстве 15,Во время действия лазерного импульсая предотвращения перегрузки оптичеое приемное устройство 6 закрыто сигнам запрета с генератора 16,1793263 20 Подстройка фазы опорного сигналапроизводится при помощи системы, состоящей из пьезоэлектрического элемента 18 сзеркалом 18 и источника 20 постоянногонапряжения, Изменение напряжения на. пьезоэлектрическом элементе позволяетизменять фазу в пределах 1- Ф 2,В блоке 21 фазового сравнения частотн кк компонент формируется сигнал, несущийийформацию о вибрациях образца. В аналогоам блоке 22 памяти фазы сигнала происходит запоминание разностных уровнейпоследующего сигнала амплитуды и фазы,Оптическое приемное устройство б выполнено из системы линз с встроенным фотоприемником,Формула изобретения1. Устройство для измерения параметров вибраций объектов, содержащее лазер не рерывного облучения с злектрооптическ м преобразователем, оптически связаннье с ним лучерэсщепитель, поворотное зе кало и оптическую фокусирующую систему, последовательно соединенные оптическе приемное устройство, предназначенное для взаимодействия с поворотным зе калом, и широкополосный усилитель, бл к повторения импульсов возбуждения, генератор модулированного сигнала, выход которого соединен с входом злектрооптическ го преобразователя, а входы - с входами оп ического приемного устройства и блока по торения импульсов возбуждения, и посл довательно соединенные блок цветового кодирования и блок видеоконтрольного устройства, отличающееся тем;что,с цеЛью повышения точности, оно снабжено частотным анализатором спектра, выполненным в виде последовательно соединенньх фазочастотного делителя, входБлок 11 сравнения амплитуды сигналаможет быть выполнен также нэ двухуровневых компараторах с запоминанием предыдущего сигнала,5 Видеоконтрольное устройство 15 представляет собой цветной монитор,Дополнение заявляемого устройствапоследовательно установленными частот ным анализатором спектра и многоуровтневым компаратором, включвнными между широкополосным усилителем и видеоконтрольным устройством, а также новое выполнение частотного анализатор спектра, 15 лоэволяет повысить точность измеренийвибраций объектов. которого соединен с выходом широкополосного усилителя, многоканального усилите- ля, управляющий вход которого соединен с входом блока повторения импульсов воз 25 буждения, блока сравнения амплитуд сигна- лов, дополнительный вход которого соединен с вторым выходом блока повторения импульсов возбуждения, и аналогового блока памяти типового значения амплитуды30 сигнала,и многоуровневым компаратором, вход которого соединен с входом аналогового блока памяти пикового значения амплитуды сигнала, а выход - с входом блока цветного кодирования,35 2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено. последовательно соединенными блоком фазового сравнения частотных компонентов сигнала, входы ко 40 торого соединены с второй группой выходов многоканального усилителя, и аналоговым блоком памяти фазы сигнала, выход которого соединен с вторым входом многогуровневого компаратора,1793263Составитель И, Дубовктор С, Кулакова Техред М,Моргентал Корректор С, Юско аз 496 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета поизобретениям и открытиям при Г113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101