Устройство диагностирования по вибропараметрам
Изобретение предназначено для измерения колебаний. Цель изобретения - повышение достоверности диагностирования 2 достигается путем цифровой обработки диагностической информации с изменением частоты выборки входных сигналов в зависимости от уровня вибрации Вибрационный процесс воспринимается вибродатчиком 1, где преобразуется в электрический сигнал и поступает на первый вход следящего фильтра на второй вход которого поступает сигнал , кратный частоте вращения с датчика 4 оборотов. С выхода следящего фильтра 3 сигнал, амплитуда которого пропорциональна амплитуде виброускоррния на частоге полезного сигнала, поступает на аналого-цифровой преобразователь, осуществляющий дискретисацию входного
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ Г1РИ ГКНТ СССР М ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4644337/28 (22) 01,02.89 (46) 07.02.91. Бюл. N. 5 (71) Институт проблем моделирования в энергетике АН УССР (72) В.А.Гуляев и А.Е.Бугаев (53) 531.784 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР N 905654,,кл. G 01 Н 1/08, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПО ВИБРОПАРАМЕТРАМ (57) Изобретение предназначено для измерения колебаний, Цель изобретения — повышение достоверности диагностирования— „„5U„„1626094 А1 достигается путем цифровой обработки диагностической информации с изменением частоты выборки входных сигналов в зависимости от уровня вибрации. Вибрационный процесс воспринимается вибродатчиком 1, где преобразуется в электрический сигнал и поступает на первый вход следящего фильтра. на второй вход которого поступает сигнал, кратный частоте вращения с датчика 4 оборотов. С выхода следящего фильтра 3 сигнал, амплитуда которого пропорциональна амплитуде виброускорения на частоге полезного сигнала, поступает на аналого-цифровой преобразова ель, осуществляющий дискрети"-ацию входного 1626094 аналогового сигнала, с частотой, пропорциональной частоте вращения исследуемого объекта, Цифровой код с выхода аналогоцифрового преобразователя 0 поступает на интеграторы 11 и 12 и далее на блок 13 сравнения, на второй вход которого подается сигнал с преобразователя 8 частота- код. При превышении сигнала на первых входах блока 13 сравнения сигнала на его вторых входах на его выходе формируется ситн; превышения, запускающий первый таймер 14 и поступающий на генератор 15 случайИзобретение относится к измерению колебаний, в частности к измерению амплитуд колебаний, и предназначено для диагностирования по параметрам вибрации сложных технических объектов, например газотурбинных двигателей. Цель изобретения — повышение достоверности диагностирования путем цифровой обработки диагностической информации с изменением частоты выборки входных сигналов е зависимости от уровня вибраций. На фиг.1 представлена структурная схема устройства: на фиг.2 — схема следящего фильтра. Устройство содержит вибродатчик 1, усилитель 2, следящий фильтр 3, датчик 4 оборотов, умножи1ель 5, формирователь 6 импульсов, схему ИЛИ 7, преобразователь 8 частота -код, блок 9 памяти, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, первый 11 и второй 12 интеграторы, блок i3 сравнения, первый таймер 14, генератор 15 случайных импульсов, счетчик 16, второй таймер 17 и сигналиэатор 18. Выход вибродатчика 1 соединен с входом усилителя 2, выход которого соединен с первым входом следящего фильтра 3, выход которого соединен с аналоговым входом АЦП 10, выходы которого соединены с входами первого интегратора 11, выходы которого соединены с входами второго интегратора 12, выходы которого соединены с первыми входами блока 13 сравнения, выход которого соединен с входами счетчика 16 и первого таймера 14, выход которого соединен с установочным входом счетчика 16 и с входом генератора 15 случайных импульсов, выход которого соединен с вторым входом схемы ИЛИ 7, выход которой соединен с входом пуска АЦП 10, выход датчика 4 оборотов соединен с входом умножителя 5, выход KoToporo соединен с вторым входом следящего фильтра 3, со входом преобразователя 8 частота-код ных импульсов. Последний в течение длиTpëüíoñòè импульса, сформированного первым таймером 14, генерирует импульсы со случайной частотой следования. осуществляющие дискретизацию входного сигнала, Счетчик 16 подсчитывает импульсы превышения с блока 13 сравнения. Если в течение длительности импульса перво о таймера 14 их число превысит заданное, на второй таймер 17 поступит сигнал со счетчика 15, а второй таймер 17 выдаст на сигнализатор 18 сигнал неисправности. 2 ил. и с входом формирователя 6 импульсов, выход которого соединен с первым входом схемы ИЛИ 7, выходы преобразователя 8 частота-код соединены с входами блока 9 5 памяти, выходы которого соединены с вторыми входами блока 13 сравнения, выход счетчика 16 соединен с входом второго таймера 17, выход которого соединен с входом сигнализатора 18, являющегося выходом ус10 тройстна. Следящий фильтр 3 содержит полосовой фильтр 19, смеситель 20, преобраэовате. ь 21 частота — напряжение, регулятор 22 15 частоты и генератор 23. Выход полосового фильтра 19, вход которого является первым входом следящего фильтра 3, соединен с первым входом смесителя 20, выход препбра. ователя 21 частота-напряжение, вход 20 которо о является вторым входом следяшего фильтра 3, соединен с входом регулятора 22 частоты, выход которо о соединен с входом генератора 23, выход которого соецинен с вторым входом смесителя 20, выход 25 ко орого является выходом следягцета фильтра 3. Работа устройства основана на том, что значение виброперемещений исследуемого объекта связано функциональной зависимо30 стью со скоростью его вращен у = f(cu), где у — значение виброперемеще сия; ж — частота вращения. 35 При этом в течение некоторого промежутка времени Т допускае|ся N превышений текущими значениями виброп"оемещений значения ум = f («)) где уо, — пороговое значение виброперемещения при частоте вращения объекта, равнои и, 1626094 Если число таких превышений оказывается больше N, принимается решение о неисправности. Устройство работает следующим образом, Вибрационный процесс воспринимается вибродатчиком 1, где преобразуется в электрический сигнал, который после прохождения через усилитель 2 поступает на первый вход следящего фильтра 3. Датчик 4 оборотов преобразует скорость вращения исследуемого обьекта в частоту электрического сигнала, поступающего на вход умножителя 5, в котором происходит умножение частоты в кратное число раз. Сигнал кратной частоты с выхода умножителя 5 поступает на второй вход следящего фильтра 3, на вход формирователя 6 импульсов и на вход преобразователя 8 частота- код. С выхода следящего фильтра 3 отфильтрованный сигнал, амплитуда которого пропорциональна амплитуде виброускорения на частоте полезного сигнала, поступает на аналоговый вход АЦП 10, Формирователь б импульсов преобразует сигнал кратной частоты, поступающий с выхода умножителя 5, в последовательность импульсов. Эти импульс>,f, пройдя схему ИЛИ 7, поступают на вход пуска Л>>П 10. Таким образо>л, АЦП 10 ocyl qPc »fl>fr дискретизацию вход>,ого аналогового сигнала с частотой, прoпорllèîíальной 4аетот>-. вращения исследуемо> о обьек1а Сфо> мирова»шийся на выходах АЦП 10 кол. п ; —,порциональный значению B "áðoóñêîpe>I>1>, поступает на входы первого интегрзт»ра 11, а затем второго интегратора 12 для получе ния значения виброперемещения. Цифровой код, пропорциональн:>й значени>о виброперемещения, с в»ходов втсро о интегратора 1>2 поступает на первые входе: блока 13 сравнения, Преобразова ел> 8 ч:— стота †к преобразует частоту входного сигнала в кодовую комбинацию, которая затем поступает на входы блока 9 памяти, Блок 9 памяти осуществляет преобразование входной кодовой комбинации, пропорциональной частоте вращг-.ния и" следуемого обьекта, в выходную кодовую комбинацию, пропорциональную предельному значению виброперемещений на данной частоте вращения, pearизуя тем самым укаэанное выражение. Кодовая комбинация с выходов блока 9 памя и поступает ía ВТо рые входы блока 13 сравнения. При превышении кодовым сигналом на первых входах блока 13 сравнения кодового сигнала на его вторых входах на его выходе формируется импульс превь>шения, Этот импульс поступает на вход первого таймера 14, на выходе которого формируется импульс, длительность которого равна Т, Импульс с длительностью Т с выхода первого таймера 14 поступает на вход генератора 15 случайных 5 импульсов, который в течение времени Т генерирует импульсы со случайной частотой следования. Эти импульсы совместно с импульсами блока б осуществляют в течение времени Т дискретизацию входного анало10 гового сигнала. Одновременно импульс с выхода первого таймера 14 поступает на установочный вход счетчика 16, на котором в исходном состоянии находится потенциал установки в нуль. В течение времени 1 счет15 чик 16 подсчитывает импульсы превышения, поступающие на его вход с выхода блока 13 сравнения, Если в течение времени Т число таких импульсов превысит N, на соответствующем выходном разряде счет20 чика 16 сформируется импульс, который пос гупит на вход второго таймера 17. Последний сформирует на своем выходе импульс, который в течение необходимого промежутка времени будет подавать на 25 сигнализатор 18 сигнал неисправности. Таким образом, повышение достоверности диа> ностирования достигается за счет уменьшения вероятности ложной тревоги, так как схел1а не срабатывает при одиночном 3 > flpl вь>е. -.нии поро; о ..ol o значения Работа следяще>о фильгра 3 основана >la .ом что п и оаботс I aaofypb >>,folo дви з>еля возникают вибрации с,:>с>отами, f рoгlo pl>I10íàë ныл,", часто Гам вp>>щeния. С 35 изме»е»>1ем част" ы враще»ия изменяется частота возбуждения ибраций Таким образом,,onm>-lo выполняться преобразован е частоты вращения в частот - наст, ой>,и r.. eä>I щего фильтра. 10 Гл дящий фильтр 3 оабо1ае- следую>цим образом. Сигнал с выхода уси ителя 2 поступает >Ia первый вход следящ.fo фильтра 3. который является входом полосового фильтра л5 1.9, который»ь>деляет v>«opMaтивный учас,o>: ча гог, С вь>хода полосового фиг тра 19 сигнал поступает на первый вход смесителя ? .>. С выхо,,;;: умножи -.еля 5 сигнал кратной частоты поступает ->а ".òîðîé вход 50 сле1ящего фильтра 3, вляющийся входом пр.,образов;теля 21 час-ота — напряже-ие, преобра:;ующс;о часто-у входного сигнала в постоянное напряжение. С выхода преобразователя 21 часто а-напряжение сигнал 55 поступает на вход регулятора 22 частоты. Регулятор 22 частоты подключен к контуру re>Iepaтора 23, осуществляя его перестройку так, чтобы разностная частота, вь>деляю.цаяся в резонансной нагрузке смесителя 20, осталась неизменной. 1626094 Составитель К.Тавлинов Техред М.Моргентал Корректор T. Палий Редактор A.Êoçoðèý Заказ 271 Тираж 309 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения Устройство диагностирования по вибропараметрам. содержащее последовательНо соединенные вибродатчик, усилитель и следящий фильтр, датчик оборотов и после- 5 довательно соединенные блок памяти и блок сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности диагностирования, оно снабжено последовательно соединенными умножителем, 10 формирователем импульсов, схемой ИЛИ, аналого-цифровым преобразователем, первым интегратором и вторым интегратором, последовательно соединенными первым таймером, счетчиком, вторым таймером и 15 сигнализатором, преобразователем частота-код, подключенным к входу блока памяти, и генератором случайных импульсов, подключенным к выходу первого таймера, вход которого подключен к выходу блока сравнения и к счетному входу счетчика, группа первых входов блока сравнения подключена к выходам второго интегратора. выход умножителя подключен к входу преобразователя частота — код и к второму входу следящего фильтра, выход которого подключен к аналоговому входу аналого-цифрового преобразователя, а выход генеоатора случайных импульсов подключен к второму входу схемы ИЛИ.
