Устройство для акустической диагностики механизмов

 

(и) 537264

Союз Советских

Социалистически С

Республик.

N АВТОРСИОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.09.74 (21) 2064039/28 (51) М. Кле б 10L 1/02

G 01Н 3/00! с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комнтет

Совета Министров СССР ло делам изобретенийк открытий

Опубликовано 30.11.76, Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 14.01.77 (53) УДК 53.082.4 (088.8) (72) Автор изобретения

С. В, Архангельский (71) Заявитель Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ

МЕХАНИЗМОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к устройствам для расшифровки виброакустического сигнала, генерируемого сложным механизмом и может быть использовано в процессе эксплуатации механизмов, например на борту летательных аппаратов или локомотивов, с целью контроля за состоянием их узлов в реальном масштабе времени.

Известно устройство (1), содержащее датчик виброакустического сигнала механизма, фильтр с регулируемой полосой пропускания, генератор эталонного сигнала и специализированный анализатор. В этом устройстве с помощью фильтра выделяется из виброакустического сигнала определенная полоса частот. Выходной сигнал такого фильтра вместе с эталонным сигналом поступают в анализатор, Последний осуществляет сравнение входных сигналов и выдает информацию об отклонении технического состояния определенного узла механизма от нормы.

Наиболее близким к изобретению является устройство (2) для акустической диагностики механизмов, содержащее виброакустический датчик, датчлк положения узла механизма и спектральный преобразователь.

Однако это устройство имеет низкую точность выделения сигнала, генерируемого отдельным узлом механизма, и узкую сферу применения, так как способно выделять только сигналы, значительно превосходящие по мощности помехи, наводимые всеми остальны:ми узлами механизма.

Цель изобретения — повышение точности определения виброакустических сигналов.

Это достигается тем, что устройство снабжено (q — 1) виброакустическими датчиками, где (q) n) и — количество узлов механизма, 1О являющихся источниками виброакустических сигналов, (т — 1) датчиками положения узлов механизма, где т — количество узлов механизма, работающих асинхронно один относительно другого, (q — 1) спектральными пре15 образователями, каждый из которых имеет сигнальный вход, подключенный к выходу соответствующего виброакустического датчика, m входов управления, подключенных к выходам т датчиков положения, и сумматором, 20 входы которого подключены к выходам спектральных преобразователей, а выход является выходом устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

25 Устройство содержит виброакустические датчики 1 — 1, 1 — 2,... 1 — q (q) n), где и — количество узлов механизма, являющихся источниками внброакустических сигналов, датчи ки положения 2 — 1, ... 2 — ит, где m — количе30 ство узлов механизма, работающих асинхрон537264

Зо

60 но друг относительно друга, спектральные преобразователи 3 — 1, 3 — 2.... 3 — q, сигнальные входы которых подключены к выходам виброакустических датчиков, а управляющие входы каждого спектрального преобразовагеля подключены к выходам датчиков положения, и сумматор 4, входы которого подключены к выходам спектральных преобразователей, а выход является выходом устройства.

Виброакустические датчики 1 — 1,... 1 — q представляют собой преобразователи виброакустических колебаний в электрические сигналы. При этом полоса частот преобразования охватывает полосу частот виброакустического сигнала. Эти датчики устанавливаются в разных доступных местах механизма.

Датчики положения 2 — 1, „. 2 — m представляют собой преобразователи пространственных положений узлов механизма относительно общей базы в электрические сигналы.

Работа устройства происходит следующим образом. -"1

Выходные сигналы с виброакустических датчиков 1 — 1, ..., 1 — q поступают на соответствующие спектральные преобразователи

3 — 1, ... 3 — q, передаточные функции которых перестраиваются по определенному закону (зависящему от виброакустических параметров механизма) под воздействием сигналов, поступающих с датчиков положения 2 — 1, ...

2 — m на входы управления спектральных преобразователей.

Таким образом, в предлагаемом устройстве при выделении сигнала, генерируемого одним узлом механизма, используется информация с нескольких (не менее и) виброакустических датчиков и информация о функциональных зависимостях сигнала каждого виброакустического датчика от сигналов со всех узлов механизма и от сигналов со всех датчиков положения, Вся эта информация обрабатывается той частью устройства, которая включает в себя и спектральных преобразователей и сумматор. При этом указанная обработка информации функционально заключается в решении системы, состоящей не менее чем из и уравнений с и неизвестными — сигналами, генерируемыми узлами механизма. Результат решения указанной системы уравнений определяет обратную функциональную зависимость сигнала, генерируемого заданным узлэм механизма, от сигналов виброакустических датчиков и датчиков положения.

Использование предлагаемого устройства для контроля и диагностики неисправностей или выявления скрытых дефектов механизмов позволяет резко повысить достоверность соответствующей информации (достоверность диагноза) и, следовательно, при стендовых испытаниях механизмов позволяет делать правильную их отбраковку.

Кроме того, появляется возможность устянавливать сроки ремонта не детерминирован но (по срокам или расстояниям), а по мере изношенности механизма. При этом повышение точности и информативности диагноза неисправностей повышает экономические показатели ремонтных групп, так как сокращаются сроки поиска неисправностей в механизме.

Предлагаемое устройство при достаточно большом быстродействии его узлов может .выдавать результат — сигнал, генерируемый каждым узлом механизма, с задержкой не более, чем максимальная длительность импульсной переходной функции по виброакустике от узла — источника колебаний к выходу виброакустического датчика, где максимум берется по всем парам узел — датчик и по всевозможным пространственным положениям узлов. Поскольку указанная длительность — величина сравнительно малая, то возможен оперативный контроль за состоянием узлов механизма в процессе их эксплуатации и своевременное принятие мер по изменению режимов работы механизма с целью избежания аварийных ситуаций.

Указанные технико-экономические преимущества особенно сильно должны проявиться, когда в роли механизма выступает объект, обладающий высокой стоимостью и требования к которому по надежности очень велики.

Таковыми являются, например, двигатели летательных аппаратов и двигатели подвижных составов, для которых особенно остро стоит задача исключения аварийных ситуаций.

Формула изобретения

Устройство для акустической диагностики механизмов, содержащее виброакустический датчик, датчик положения узла механизма и спектральный преобразователь, о тл ич а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения виброакустических сигналов, оно снабжено (q — 1) виброакустическими датчиками, где (q) n) n — количество узлов механизма, являющихся источниками виброакустических сигналов, (и — 1) датчиками положения узлов механизма, где m — количество узлов механизма, работающих асинхронно один относительно другого, (q — 1) спектральными преобразователями, каждый из которых имеет сигнальный вход, подключенный к выходу соответствующего виброакустического датчика, т входов управления, подключенных к выходам т датчиков положения, и сумматором, входы которого подключены к выходам спектральных преобразователей, а выход является выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Павлов Б. В. Акустическая диагностика механизмов. М., 1971, стр. 37.

2. Там же, стр. 169 — 172 (прототип), 537264

Составитель А. Куликов

Редактор О. Юркова

Техред М. Семенов Корректор Л. Котова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2934/5 Изд. № 1878 Тираж 495 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5