Аналізатор спектра вібрації обертової машини

Аналізатор спектра вібрації обертової машини, який містить віброперетворювач, блок керування, послідовно з'єднані підсилювач, перший фільтр нижніх частот, аналого-цифровий перетворювач, обчислювач і реєстратор, а також послідовно з'єднані датчик частоти обертання, формувач імпульсів і помножувач частоти, вихід якого з'єднаний з другим входом аналого-цифрового перетворювача 3 41658 4 тудно-частотних характеристик підсилювача і фікалібрувального сигналу, так і у вимірюваний льтра нижніх частот, які не виявляє і не ураховує спектр вібрації, то похибка вимірювання спектра відомий аналізатор під час вимірювання спектра, вібрації зменшується завдяки корекції спектра за що призводить до збільшення похибки вимірювандопомогою отриманих при калібровці поправок. ня спектра вібрації. Додатковою перевагою аналізатора, що заявВ основу винаходу поставлено задачу стволяється, є незалежність процесу калібрування від рення аналізатора спектра вібрації обертової мачастоти обертання машини. Пояснюється це тим, шини, в якому, завдяки введенню в нього нових що, завдяки з'єднанню входа генератора М-посліелементів (генератора М-послідовності, джерела довності з виходом помножувача частоти, тактова опорної напруги, другого фільтра нижніх частот, частота цього генератора fт прямо пропорціональконденсатора і комутатора) і з'єднанню по-новому на частоті обертання машини fм (як і середня часвідомих елементів шляхом визначення величини тота fj і ефективна ширина Dfi шумової смуги пропохибки, обумовленої зміною амплітудно-частотпускання кожного частотного канала аналізатора). них характеристик підсилювача і першого фільтра При цьому потужність Pj складових калібрувальнонижніх частот під впливом дестабілізуючих фактого сигнала у кожному частотному каналі визначаєрів, і обчислення поправки до результатів вимірються за формулами: вання спектра вібрації, забезпечується зменшення 2 æ pik1 ö похибки вимірювання спектра вібрації. sin ÷ ç Поставлена задача вирішується тим, що у віk3 ÷ E 2 ik 2 ç , Pi = r ( f i , f T ) · Df i = домому аналізаторі спектра вібрації обертової ма2k 3 ç pik1 ÷ шини, який містить віброперетворювач, послідовно ÷ ç з'єднані підсилювач, перший фільтр нижніх частот, è k3 ø аналого-цифровий перетворювач, обчислювач і fi=ik1i fM, реєстратор, а також послідовно з'єднані датчик чаDfi=ik2i fM, стоти обертання, формувач імпульсів і помножуfT=k3 fM, вач частоти, вихід якого з'єднаний з другим входе і - номер частотного канала, i=1...n; дом аналого-цифрового перетворювача і входом r - спектральна густина потужності; блока керування, перший вихід якого з'єднаний з Е - напруга джерела опорної напруги; другим входом першого фільтра нижніх частот, а k1, k2, k3 - коефіцієнти пропорціональності. другий - з другим входом обчислювача і другим Отже, потужність Pi не залежить від частоти входом реєстратора, згідно з винаходом, в нього обертання машини, що спрощує калібрування. введені генератор М-послідовності, джерело опорСуть винаходу пояснюється кресленням де ної напруги, ключ, другий фільтр нижніх частот, козображено блок-схему аналізатора спектра вінденсатор і комутатор. При цьому вихід віброперебрації обертової машини. творювача та з'єднаний з першим входом комутаАналізатор спектра вібрації обертової машини тора, другий вхід якого з'єднаний через конденсамістить віброперетворювач 1, комутатор 2, тор з виходом другого фільтра нижніх частот, трепідсилювач 3, перший фільтр 4 нижніх частот, анатій – з третім виходом блока керування, а вихід колого-цифровий перетворювач 5, обчислювач 6, ремутатора з'єднаний з входом підсилювача. Вхід геєстратор 7, блок 8 керування, датчик 9 частоти нератора М-послідовності з'єднаний з виходом пообертання, формувач 10 імпульсів, помножувач 11 множувача частоти, а вихід – з першим входом частоти, генератор 12 М-послідовності, джерело ключа. Другий вхід ключа з'єднаний з виходом 13 опорної напруги, ключ 14, другий фільтр 15 нджерела опорної напруги, а вихід ключа з'єднаний ижніх частот і конденсатор 16. Віброперетворювач з входом другого фільтра нижніх частот. 1 виконаний, наприклад, у вигляді п'єзоелектричнАналізатор спектра вібрації обертової машини, ого акселерометра. Обчислювач 6 реалізує, напщо заявляється, забезпечує зменшення похибки риклад, алгоритм швидкого перетворення Фурьє. вимірювання спектра вібрації. Це обумовлено тим, Блок 8 керування виконаний, наприклад, у вигляді що введення нових елементів, згідно з формулою послідовностної схеми. Генератор 12 М-послідовнвинаходу, дає можливість формувати псевдо виості виконаний, наприклад, у вигляді регістра зсуву падковий калібрувальний сигнал зі стабільною амз логічним елементом "сума за модулем 2" у звоплітудою, яка дорівнює напрузі джерела опорної ротньому зв'язку. Віброперетворювач 1, комутатор напруги, подавати його на вхід підсилювача, вимі2, підсилювач З, перший фільтр 4 нижніх частот, арювати спектр калібрувального сигналу і шляхом налого-цифровий перетворювач 5, обчислювач 6 і порівняння його зі спектром, визначеним розрахунреєстратор 7 з'єднані послідовно. Датчик 9 часковим шляхом (за номінальними параметрами тоти обертання, формувач 10 імпульсів і помножуелементів джерела опорної напруги, підсилювача і вач 11 частоти з'єднані послідовно. Вихід помножпершого фільтра нижніх частот), визначати похибувача 11 частоти з'єднаний з входом генератора ку, обумовлену відхиленням амплітудно-частотних 12 М-послідовності, з другим входом аналого-характеристик підсилювача і першого фільтра ницифрового перетворювача 5 і входом блока 8 жніх частот від номінальних під впливом дестабілікерування. Перший вихід блока 8 керування ззуючих факторів, а також обчислювати поправку 'єднаний з другим входом першого фільтра 4 до результатів вимірювань спектра у кожному часнижніх частот, другий - з другим входом обчистотному каналі. Оскільки відхилення амплітудно-лювача 6 і другим входом реєстратора 7, а третій частотних характеристик підсилювача і першого з третім входом комутатора 2, другий вхід якого фільтра нижніх частот від номінальних вносить почерез конденсатор 16 з'єднаний з виходом другого хибку однакової величини як у вимірюваний спектр фільтра 15 нижніх частот. Вихід генератора 12 М 2 5 41658 6 послідовності з'єднаний з першим входом ключа сигнал підсилюється підсилювачем 3 і подається 14, другий вхід якого з'єднаний з виходом джерела на перший вхід першого фільтра 4 нижніх частот, 13 опорної напруги. Вихід ключа 14 з'єднаний з яким, запобігаючи ефекту накладання частот, обвходом другого фільтра 15 нижніх частот. межується спектр калібрувального сигналу перед Аналізатор працює таким чином. його аналого-цифровим перетворенням. З виходу Вимірюванню спектра вібрації обертової мапершого фільтра 4 нижніх частот сигнал подається шини передує одночасне калібрування всіх частотна перший вхід аналого-цифрового перетворюваних каналів аналізатора, яке виконується наступча 5. З виходу аналого-цифрового перетворювача ним чином. За командою з блока 8 керування підк5 калібрувальний сигнал подається на вхід обчислючається конденсатор 16 до підсилювача 3 комулювача 6, яким виконується цифровий спектральтатором 2. Водночас датчиком 9 частоти обертанний аналіз за сигналом з другого виходу блока 8 ня виробляється електричний сигнал з частотою, керування. Далі, для кожного з частотних каналів яка дорівнює частоті обертання машини. Сигнал обчислювачем 6 обчислюється поправка, яка доріподається у формувач 10 імпульсів, в якому форвнює відношенню номінальної потужності складомуються імпульси з амплітудою і тривалістю, необвих калібрувального сигналу у конкретному частохідними для роботи помножувача 11 частоти. З витному каналі до виміряної потужності. На цьому ходу помножувача 11 частоти сигнал подається на калібрування аналізатора завершується. Потім за другий вхід аналого-цифрового перетворювача 5, сигналом з третього виходу блока 8 керування вібна вхід генератора 12 М-послідовності і через вхід роперетворювач 1, який перетворює вібрацію обеі перший вихід блока 8 керування - на другий вхід ртової машини в електричний сигнал, підключаєтьпершого фільтра 4 нижніх частот. При цьому генеся комутатором 2 до підсилювача 3. З виходу підратором 12 М-послідовності виробляється псевдо силювача 3 сигнал подається на перший фільтр 4 випадковий логічний сигнал, який подається на пенижніх частот і далі на аналого-цифровий перетворший вхід ключа 14. Під дією цього сигналу клюрювач 5 і обчислювач 6. Обчислювачем 6 за сигчом 14 підключається і відключається джерело 13 налом з другого виходу блока 8 керування розраопорної напруги до другого фільтра 15 нижніх часховується потужність спектральних складових вібтот, який зменшує швидкість зміни напруги калібрації обертової машини і коректується шляхом рувального сигналу до величини, що виключає момноження на поправку, обчислену на етапі калібжливість виникнення нелінійних спотворень у підрування для кожного конкретного частотного канасилювачі 3. З виходу другого фільтра 15 нижніх чапа. З виходу обчислювача 6 результат порядковостот калібрувальний сигнал через конденсатор 16, го спектрального аналізу подається на перший який виключає проходження постійної складової вхід реєстратора 7, де він фіксується за сигналом сигнала, подається на другий вхід комутатора 2, з другого виходу блока 8 керування, який поступає підключеного до підсилювача 3. Калібрувальний на другий вхід реєстратора 7 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім’і Хохлових, 15, м. Київ, 04119, Україна Тел.: (+38044) 456-2090 3