Оптико-электрический преобразователь механических волн

Авторы патента:

Суржок Богдан Алексеевич (RU)

Васильева Дарья Дмитриевна (RU)

Бирюлин Игорь Борисович (RU)

Боярский Денис Владимирович (RU)

Шабалин Андрей Андреевич (RU)

Ветрова Анжелика Амировна (RU)

G01M7/02 - испытания на вибрацию

G01H9/00 - Измерение механических колебаний или ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых колебаний с использованием средств, чувствительных к излучению, например оптических средств

Владельцы патента RU 2551394:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области измерительной технике и касается оптико-электрического преобразователя механических волн. Преобразователь механических волн содержит осветитель, водяную емкость с зеркальным узлом и стойку, поддерживающую светочувствительный элемент. Осветитель установлен на демпфере под углом к вертикали. Лучи от осветителя падают на зеркальный узел, находящийся в водяной емкости, и отражаются от него на светочувствительный элемент, установленный на текстолитовой стойке. Размер чувствительной площадки светочувствительного элемента выбирают из условия равенства размеру светового пятна отраженного излучения. Технический результат заключается в повышении чувствительности и надежности устройства. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения механических волн-возмущения, распространяющихся в упругой среде.

Известен сейсмоприемник, содержащий корпус, неподвижные катушки, пружины, подвижную катушку, постоянный магнит демпфера и его катушку и электрическую схему (АС 257776, 1969 г., СССР).

Известный сейсмоприемник сложный по конструкции, имеет низкую чувствительность, измеряет сейсмические колебания.

Наиболее близким по технической сущности является оптико-электронный функциональный преобразователь перемещений, содержащий светозащитный корпус, в котором расположен осветитель и шторка с окном, узел ориентации и светочувствительный элемент (АС 431391, 1974 г., СССР).

Известный преобразователь перемещений не предназначен для измерения механических волн в упругой среде.

Технический результат, заключающийся в повышении чувствительности и надежности в работе, обеспечивается тем, что оптико-электрический преобразователь механических волн, содержащий осветитель, установлен на демпфере под углом к вертикали а, световые лучи от которого падают на зеркальный узел, находящийся в водяной емкости, и отражающиеся от него на светочувствительный элемент, установленный на зигзагообразной текстолитовой стойке и имеющий нижнюю поверхность, из расчета площади световых лучей (зайчика), отраженного от зеркального узла при отсутствии механических волн.

На чертеже изображена схема преобразователя.

Преобразователь механических волн состоит из осветителя 1, установленного на демпфере 2 под углом α (40°÷45°) к вертикали, водяной емкости 3 с зеркальным узлом 4, на высоте Н от дна емкости. Светочувствительный элемент 5, установленный, например, на зигзагообразной текстолитовой стойке 6, имеет нижнюю поверхность 7 из расчета площади световых лучей (зайчика), отраженного от зеркального узла 4 при отсутствии механических волн. Механические волны 8 одинаково воздействуют как на емкость 3, так и на демпфер 2 и стойку 6, которые относительно защищены от их возмущений. Демпфер 2 может быть существующих конструкций, стойка 6 должна обеспечить неподвижность элемента 5 в пространстве.

Оптико-электрический преобразователь механических волн работает следующим образом: осветитель 1 создает равномерный световой поток, попадающий на зеркальный узел 4. Отражаясь, световые лучи (зайчик) достигают поверхности 7 светочувствительного элемента 5, где фотопреобразователями (не показаны) образуется в электрический ток. Вторичный прибор-гальванометр, амперметр с обратной шкалой или самописец (не показаны) фиксируют изменения электрического тока и тем самым отражают отсутствие или наличие механических волн 8. При отсутствии волн 8 амперметр покажет максимальную величину тока, а при их наличии величина тока падает, поскольку световые лучи частично сдвигаются и рассеиваются, не достигают элемента 5. Чем меньше высота Н заполненной емкости 3, тем чувствительней будет предлагаемый прибор.

Предлагаемый оптико-электрический преобразователь механических волн имеет большую чувствительность, простоту конструкции и может быть использован в лабораторных условиях, строительстве и метеостанциях, предупреждении землетрясений, вызываемых механическими и другими видами волн.

Оптико-электрический преобразователь механических волн, содержащий осветитель, водяную емкость с зеркальным узлом и стойку, поддерживающую светочувствительный элемент, отличающийся тем, что осветитель установлен на демпфере под углом к вертикали а, световые лучи от которого падают на зеркальный узел, находящийся в водяной емкости, и отражающиеся от него на светочувствительный элемент, установленный на зигзагообразной текстолитовой стойке и имеющий нижнюю поверхность, из расчета площади световых лучей (зайчика), отраженного от зеркального узла при отсутствии механических волн.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания на вибрацию в трех взаимно перпендикулярных положениях прицела, при воздействии условий внешней среды.

Способ реконструкции трехмерного образа физического состояния объекта мониторинга в измерительной точке // 2542589

Изобретение относится к области механики сплошных сред и предназначено для оценки напряженно-деформированного состояния объектов механических систем. Способ заключается в измерении пространственной вибрации, накапливании массива векторных величин деформаций и воспроизведении пространственного годографа измерительной точки.

Стенд для испытания изделий на виброустойчивость // 2538075

Изобретение относится к испытательному оборудованию и может быть использовано в различных отраслях промышленности для испытания изделий на виброустойчивость в трех взаимно перпендикулярных положениях.

Волоконно-оптический преобразователь вибрации // 2537474

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к оптическим измерителям и датчикам вибрации, и служит для решения задачи виброконтроля в условиях вибрационных нагрузок больших электрических машин (турбогенераторы, гидроэлектрические насосы/генераторы, электродвигатели, силовые трансформаторы).

Способ реконструкции многопараметрических образов колебательных процессов механических систем // 2536834

Изобретение относится к области акустики и предназначено для создания акустических волн в газовой среде. Способ генерирования акустических волн осуществляется путем образования колебательного тела из облака ионизированного газа в электростатическом поле с последующим моделированием колебательного тела высокочастотным электрическим полем, при этом в качестве электростатического поля используется переменное электрическое поле.

Способ организации защиты систем вибрационного контроля от ложных срабатываний и комплекс для его осуществления // 2527321

Изобретения относятся к контрольно-измерительной технике и могут быть использованы на объектах, оснащенных системами вибрационного контроля. Способ включает использование датчиков целостности исследуемого объекта, которые установлены непосредственно на исследуемом объекте, и удаленного датчика, который расположен на расстоянии от исследуемого объекта, регистрацию колебаний от внешних источников на исследуемом объекте и на расстоянии от исследуемого объекта.

Способ вибродиагностики механизмов по характеристической функции вибрации // 2517772

Изобретение относится к вибродиагностике машин и механизмов и может использоваться для вибродиагностики машин в условиях производства или/и эксплуатации при отсутствии машин-эталонов с известными погрешностями.

Способ вибродиагностики механизмов по характеристической функции вибрации // 2514119

Изобретение относится к вибродиагностике машин и механизмов и может использоваться для диагностирования машин в условиях производства или/и эксплуатации при отсутствии машин-эталонов с известными погрешностями, т.е.

Способ определения событий вибрации с резонансной частотой в узле вращающихся лопаток // 2514061

Группа изобретений относится к области измерительной техники и может быть использована для контроля состояния вращающихся лопаток газотурбинных двигателей. Настоящее изобретение раскрывает способ определения событий вибраций с резонансной частотой в узле вращающихся лопаток, установленных на роторе, и ряд отстоящих друг от друга по периферии стационарных зондов таймирования, связанных с лопатками, обнаруживают моменты, когда лопатки проходят соответствующие зонды.

Способ и устройство частотного анализа данных // 2503938

Группа изобретений относится к частотному анализу данных. В частности, к анализу данных испытаний самолетов на допуск к области полетных режимов.

Устройство для мониторинга виброакустической характеристики протяженного объекта // 2550768

Группа изобретений относится к измерительной технике. Устройство для мониторинга виброакустической характеристики протяженного объекта согласно первому варианту реализации содержит передатчик оптического излучения, два приемника, два чувствительных элемента, выполненных в виде оптического волокна, два разветвителя, три канала связи, два ответвителя, три усилителя.

Способ бесконтактного оптического измерения параметров вибрации механизмов, конструкций и биологических объектов // 2546714

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к оптическим способам измерения параметров вибрации объектов. Формируют сигнал видеоизображения исследуемого объекта с помощью видеокамеры, производят последующую оцифровку указанного сигнала с помощью аналогово-цифрового преобразователя, обрабатывают оцифрованное видеоизображение с помощью ЭВМ, получают информацию об абсолютных параметрах вибрации точек исследуемого объекта на видеоизображении.

Указатель положения поглощающего стержня в активной зоне реактора // 2540441

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля положения поглощающих стержней различного функционального назначения в активной зоне реактора, а также различных механических узлов и оборудования, например, на атомных электростанциях.

Способ измерения вибраций // 2535522

Изобретение относится к измерительной технике. На исследуемый объект в качестве тест-объекта наносят светоотражающие метки круглой формы.

Способ измерения вибраций // 2535237

Изобретение относится к измерительной технике. На исследуемый объект наносят светоотражающие метки круглой формы.

Распределенный датчик акустических и вибрационных воздействий // 2532562

Изобретение относится к области распределенных измерений, а именно к распределенным датчикам акустических и вибрационных воздействий. В распределенном датчике акустических и вибрационных воздействий, содержащем чувствительный элемент в виде волоконно-оптического кабеля и оптически соединенный с ним через оптический интерфейс когерентный фазочувствительный оптический рефлектометр, содержащий оптически соединенные с интерфейсом источник периодической последовательности оптических импульсов и приемник рассеянного излучения с фотодетектором, предназначенный для преобразования рассеянного оптического излучения в электрический сигнал, подаваемый в блок обработки, причем источник периодической последовательности оптических импульсов и блок обработки электрически соединены с блоком управления и синхронизации, а источник периодической последовательности оптических импульсов и/или приемник рассеянного излучения выполнен многоканальным с числом каналов не менее двух и с возможностью регистрации рефлектограмм, формирующихся в каждом из каналов, приемник рассеянного излучения содержит неравноплечный интерферометр Маха-Цендера или Майкельсона с фарадеевскими зеркалами, при этом интерферометр имеет не менее двух выходных каналов, каждый из которых соединен с фотодетектором, а блок управления и синхронизации выполнен с возможностью обеспечения разделения и независимой обработки сигналов с каждого из выходных каналов интерферометра.

Устройство для мониторинга виброакустической характеристики протяженного объекта // 2516346

Устройство для мониторинга виброакустической характеристики протяженного объекта содержит непрерывный полупроводниковый лазер, оптический модулятор, предназначенный для формирования периодической последовательности прямоугольных импульсов длительностью в диапазоне от 50 нс до 500 нс и частотой следования от 200 Гц до 50 кГц, чувствительный элемент в виде волоконно-оптического кабеля, узел ввода оптического излучения в чувствительный элемент и вывода рассеянного излучения, фотоприемник, предназначенный для преобразования рассеянного оптического излучения в электрический сигнал, и узел обработки сигнала с процессором, при этом непрерывный полупроводниковый лазер снабжен брэгговским селективным отражателем с возможностью сужения полосы непрерывного излучения лазера до уровня менее 100 кГц, а оптический модулятор выполнен в виде акустооптического модулятора на бегущей акустической волне с возможностью формирования периодической последовательности прямоугольных импульсов с коэффициентом гашения К≥10×lg(T×f), где Т - длительность импульса, f - частота следования.

Волоконно-оптическая система и способ измерения множественных параметров турбомашинной системы // 2513646

Система содержит источник света для передачи света на поверхность вала через множество пучков оптических волокон, расположенных во множестве местоположений вблизи поверхности в по существу аксиальном направлении между концами по меньшей мере одного вала; высокотемпературный зонд отражения на основе пучка волокон для обнаружения света, отраженного от поверхности вала, механизм измерения для определения крутящего момента или вибрации на валу.

Способ определения амплитуды нановибраций по сигналу лазерного автодина // 2507487

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерений вибраций. Способ измерения амплитуды нановибраций ξ заключается в том, что освещают объект лазерным излучением, преобразуют отраженное от него излучение в электрический (автодинный) сигнал, раскладывают сигнал в спектральный ряд и измеряют значение амплитуды гармоники Sx на частоте колебания объекта Ω.

Устройство для визуализации акустического поля в оптически отражающей упругой поверхности // 2505806

Изобретение может использоваться для неразрушающего контроля материалов. Устройство содержит лазер, делитель, первую и вторую линзы и последовательно соединенные генератор ультразвуковой частоты и пьезокерамический излучатель, находящийся в емкости, в которой также размещены на одной линии с излучателем исследуемый образец и собирающая акустическая линза.

Фазовое считывание // 2556748

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам фазометрии для определения акустических или вибрационных возмущений. Способ распределенного акустического считывания обеспечивает измерение производной или скорости изменения сигнала, рассеянного в обратном направлении в волокне. Способ осуществляется путем введения входного сигнала в отрезок оптического волокна, приема возвращенного сигнала, рассеянного в обратном направлении от упомянутого оптического волокна в ответ на упомянутый входной сигнал, сравнение первого возвращенного сигнала, рассеянного в обратном направлении от части упомянутого волокна в первый момент времени, и второго возвращенного сигнала, рассеянного в обратном направлении от той же самой части упомянутого волокна во второй, отличающийся момент времени. При этом первый возвращенный сигнал модулирован первым смещением частоты, а упомянутый второй возвращенный сигнал модулирован вторым смещением частоты. В дальнейшем осуществляется вычисление скорости изменения фазы во времени для упомянутого рассеянного в обратном направлении сигнала. Устройство содержит оптическое волокно, приемник сигнала, рассеянного в обратном направлении, выходной интерферометр, содержащий модулятор частоты, фазовый детектор. Технический результат - улучшение качеств считывания фазовой составляющей. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.