Устройство для контроля параметров вибраций

ЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ итута м о СССР1981:ельство СССР1/04, 1982,ельство СССРН 9/00, 1987.но-оптические преобней модуляцией, М,:89, с, 128,Авторское свиде 956999, кл. 6 01 Н Авторское св",це 1352239, кл. Л 01 Е,А,Зак Волоко зователи с внеш ергоатомиздат, 19 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР1(ГОСПАТЕНТ СССР) 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАЦЕТРОЗ ЕЧБРАЦ 1 Й(57) Изобретение;: носится к информационно-измерительной техн ке, а именно к средствгм из 1 ереню. амплитуды и частоты атно,ительнцх олебапий двух стыкующихся повсрх.остей, Устройство содержит оптически связанные источник излучения 1, передающий канал, выполненный в виде светсводл 2, соединенный с ним с помощью алас:ичн 1 й св топоглощающей муфты 3 прие лны: кана, выголненный в виде жгуга свет вод в, С; е-:ор:ды приемного канала рас: оло ены вид; прямоугольной Ц матри ы, гд= 1 л количество строкмат1793268 20 25 30 45 рицы; 1 = 1 и - количество столбцов матрицы. Блок 5 приема излучения выполнен в виде в х и приемников, расположенных прямоугольной 1) матрицей. Каждый.из световодов г.риемного канала соединен с соответствующим приемником матрицы, Блок обработки сигналов выполнен в виде блока 6 обработки вертикальной составляющей сигнала вибраций и блока 7 обработки горизонтальИзобретение относится к информационно-измерительной технике и может бытьиспользовано для измерения амплитуды ичастоты относительных колебаний двух стыкующихся поверхностей по двум взаимноперпендикулярным направлениям,Известны устройства для контроля вибрации, содержащие оптически и последовательно установленные источник излучения,передающий канал, выполненный в видесветовода, закрепленный на вибрирующейчасти объекта, блок приема излучения.Однако известные устройства не позвс.ляют контролировать частоту вибрации.Наиболее близким к заявляемому является устройство для контроля вибрации, содержащее оптически связанные,ипоследовательно установленные источникизлучения, передающий канал, выполненный в виде световода, соединенный с ним спомощью эластичной светопоглощающеймуфты приемный канал, выполненный в виде жгута световодов и блок приема излучения, блок обработки сигналов, приемный ипередающий каналы расположены соосно ивыполнены с равными поперечными сечениями,Недостатком известного устройства дляконтроля вибрации является низкая точность контроля параметров вибрации присложных вибрационных перемещениях объекта, обусловленная невозможностью контроля амплитуды и частоты вибраций объектапо двум взаимно перпендикулярным направлениям.Целью изобретения является повышение точности контроля параметров вибрации путем определения амплйтуды ичастоты вибраций. объекта по двум взаимноперпендикулярным направлениям.Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве для контроля вибрации, содержащем оптически связанные и последовательно установленные источник излучения,передающий канал, выполненный в аидесветовода, соединенный с ним с помощью ной составляющей сигнала вибраций, выходы каждого приемника 1-ой строки матрицы объединены и подключены к соответствующим щ входам блока обработки вертикальной составляющей вибраций, выходы каждого приемника 1-го столбца матрицы объединены и подключены к соответствующим и входам блока 7 обработки горизонтальной составляющей сигнала вибрации. 3 ил,эластичной светопоглощающей муфты приемный канал, выполненный в виде жгута световодов и блок приема излучения, блок обработки сигналов, приемный и передающие каналы расположены соосно и выполнены с равными поперечными сечениями,дополнительно световоды приемного канала расположены в виде прямоугольной 11 матрицы, где = 1 щ - количество строк матрицы; ) = 1 п - количество столбцов матрицы, блок приема излучения выполнен в виде п 1 х и приемников, расположенных прямоугольной 1) матрицей. каждый иэ световодов приемного канала соединен с соответствующим приемником прямоугольной 1матрицы, блок обработки сигналов выполнен в виде блока обработки вертикальнойсоставляющей сигнала вибраций и блока обработки горизонтальной составляющей сигнала вибраций, выходы каждого приемника 1-ой строки матрицы объединены и подключены к соответствующим гп входам блока обработки вертикальной составляющей сигнала вибраций, выходы каждого приемника/-го столбца матрицы объединены и подключены к соответствующим и входам блока обработки горизонтальной составляющей сигнала вибрации,Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показал, что заявляемое устройство для контроля вибрации отличается отизвестного тем, что световоды приемного канала расположены а виде прямоугольной Ц матрицы, где = 1 гп - коли 35 чество строк матрицы,= 1,п - количествостолбцов матрицы, блок приема излучения вйполнен в виде в х и приемников, расположейных прямоугольной 11 матрицы, каждый из световодов приемного канала 4 О соединен с соответствующим приемникомматрицы, блок обработки сигналов выполнен в виде блока обработки вертикальной составляющей сигнала вибраций и блока об работки горизонтальной составляющей сигнала вибраций, выходы каждого приемника 1-ой строки матрицы объединены и подклю5ены к соответствующим п 1 входам блока обработки вертикальной составляющей сигнала вибраций, вьходы каждого приемника -го столбца матрицы об единены и подклюены к соответствующим и входам блока обработки горизонтальной составляющей сигнала вибрации.Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с ругими техническими решениями в данной смежных областях техники позволило вывить техническое решение, содержащее ризнак, сходный с признаком, отличаюим заявляемое техническое решение от прототипа - приемный канал, выполненныйвиде жгута световодов и имеющий прямо- гольное поперечное сечение, Однако расоложение световода в жгуте приемного анапа, их связи с соответствующими примниками матрицы приводят к возникновеию новых свойств - возможности пределения амплитуды и частоты вибраий объекта по двум взаимно перпендикуярным направлениям, за счет чего овышается точность контроля параметров ибрации.На фиг. 1 изображена принципиальная хема устройства, вибропреобразователь оказан в разрезе; на фиг; 2 - поперечное .ечение жгута световодов приемного канав; на фиг, 3 - схема блока обработки,УстройствО содержит оптически связаные и последовательно установленные исочник излучения 1, передающий канал в иде жгута световодов 2, эластичную светооглсщающую муфту 3, приемный канал 4виде жгута световодов, блок 5 приемников излучения, блок 6 обработки вертикальной оставляющей сигнала вибраций, блок 7 обаботки горизонтальной составляющей сигнала вибраций. Устройство содержит такжепоры 8, с которым соединены вибрирующие одна относительно другой поверхностии 10,Передающий канал в виде жгута свето- йодов 2 и приемный канал в виде жгута цветоводов 4 выполнены с равным прямоугольным поперечным сечением, Световоды в жгуте 4, имеющие в поперечном влечении форму квадрата со стороной, равной Л, расположены равномерно по слоям и столбцам в виде прямоугольной Ц матрицы, где = 1 гп - количество строк матрицы, ) = 1.п - количество столбцов матрицы (фиг,2). Выходной конец каждого световода приемного канала 4 соединен с входом соответствующего элемента матрицы блока 5 приемников излучения. Выходы приемников излучения 51,"5 п, 54 ( = 1 т), расположенных в каждой 1-й строке матрицы 5/93268 Ь 1015202530354050 и соответствующих 1-му слою световодов приемного канал 4, собраны в группы, со стоящие из и линий, и соединены с соответствующей 1-й группой входов ( =- 1 п 1) блока 6 обработки, вертикальной составляющей сигнала вибраций.Выходы приемников излучения 5 ц5 п, 5 п 1, расположенных в каждом )-ом столбце 0 = 1 п) матрицы 5 и соответствующих )-му столбцу световодов приемного канала 4, собраны в группы по гп линий и соединены с соответствующей )-й руппой входов 0 = 1,п) блока 7 обработки горизонтальной составляющей сигнала:.1 ибраций, Блок б обработки вертикальной составляющей сигнала вибраций может быть реализован, например, как показано на фиг. 3, Входами блока б являются входы т схем совпадения 61, 62, 6 п, ках.дая из которых имеет и входов, Каждый из выходов схемсовпадения соединен с соответствующим информационным входом ргистрэ данных бп+ь На выходе блока 6 обоэбоп и инфор мация представляетсл в виде един гчного многоканального кода, который лео л:ожет быть преобразован в двоичный год дпя ввода информации в ЗВМ,Блок 7 обработки горизонтальной составляющей си нала вибраций 7 может быть реализован аналогиччо,Муфта 3, торцовые части све.овода 2 и торцовые части жгу а световодгв 4,положенных в видепрямоугольйой ма. рицы, образуют вибропреобразователь дя изл ерения составлгнощих Ьи Л у эм лит дывибросмещения ОО вибрирующихи а о.- носительно другой и: ерхностей 9 и 10 в плоскости А - А фиг.2),Устройство работает следуют.им обр зом.Излучение от источника 1 по сьетосо. у 2 передается на вибропреобразо -.,э, ель, .:аходящийся на опорах 7, закрег:,иных на вибоирующих плоскостях 9 и 10, О 1 виб опреобразователя по жгуту 4 излучение ггг редается на входь 1 лагрицы блока приемников 5 излучения, сигналы с соответствующих выходов которого поступают и.", блок б обработки вертикальной составляющей и блок 7 обработки горизонтальной ссставлглощейсигнала вибрации.При отсутствии вибрации посерхности 9 и 10 неподвижны, в результате чего оптические оси излучающего световода 2 и жгута 4 совпадают и излучение поступает во все приемные светопроводящие волокна жгута 4, в рсзультате чего все приемники излучения й матрицы, работающие в пороговом режиме актививированы, и так как активными являются все входы каждой из схем сов1793268 25 падения (схем И), то активными являются и выходы всех схем совпадения. В блоке 6 схемы совпадения 61, 62,6 щ активны и поэтому во всех щ разрядах регистра данных 6+1 блока данных записаны единицы, а это означает, что смещение по оси У отсутствует, Аналогично выходы всех и схем совпадения блока 7 активны и во всех и разрядах регистра данных блока 7 записаны единицы, что означает отсутствие составляющей вибросмещения по оси Х,При появлении вибрации вибрирующие поверхности 9 и 10 перемещаются одна относительно другой, например, на величину ЛХ в направлении оси Х и на величину ЛУ в направлении оси У (фи г, 2). В результате этого на часть приемных световодов жгута 4 излучение не попадает и, следовательно, соответствующие приемникИ. излучения матрицы 5 пассивны. При перемещении в направлении оси У в направлении оси У на Формула изобретения Устройство для контроля параметров вибраций, содержащее оптически связанные и последовательно установленные источник излучения, передающий канал, выполненный в виде световода, соединенный с ним с помощью эластичной светопоглощающей муфты приемный канал, выполненный в ниде жгута световодов, и блок приемоизлучения, блок обработки сигналов, приемный и передающие каналы расположены соосно и выполнены с равными поперечными сечениями, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точностиконтроля параметров вибрации путем определения амплитуды и частоты вибраций объекта по двум взаимно перпендикулярным направляющим, световоды приемного канала расположены в виде прямоугольной Ц-матрицы, где = 1 лп ковеличину Л пассивными становятся элементы первой строки 51 ь., 5;5 ь матрицы 5, поэтому на выходе схемы совпадения 6 формируется пассивный (нулевой) уровень 5 сигнала, в результате чего в первом разрядерегистра данных 6 п+1 фиксируется нуль, При перемещении в направлении оси У на величину Лу =16 в регистре данных фиксируется нулей. По числу нулей в регистре 10 данных блока 6 можно судить о величиневиброперемещения по оси У. Аналогично по числу нулей в регистре данных блока 7 можно судить о величине виброперемещения по направлению оси Х.15 Таким образом, подсчитывая через определенные интервалы времени количество нулей в регистрах данных блоков 6 и 7 можно определять амплитуду и частоту относи тельных колебаний двух поверхностей подвум ортогональным направлениям. личествострок матрицы ) =1,п - количество 30 столбцов матрицы, блок приема излучениявыполнен в виде в х и приемников, расположенных прямоугольной Ц-матрицей, каждый из световодов приемного канала соединен с соответствующим приемником 35 прямоугольной Ц-матрицы, блок обработки сигналов выполнен в Ьиде блока обработки вертикальной составляющей сигнала, вибрации и блока обработки горизонтальной составляющей сигнала вибра ции, выходы каждого приемника 1-й строкиматрицы объединены и подключены к соответствующим гп входам блока обработки вертикальной составляющей сигнала вибрации, выхбды каждого приемника )-го стол бца матрицы Объединены й подключены ксоответствующим п-входам блока обработки горизонтальной составляющей сигнала вибрации,