RU2025668C1

RU2025668C1 - Apparatus for measuring oscillatory speed of vibrating bodies with complex-configuration rigid surface

Info

Publication number: RU2025668C1
Authority: RU
Inventors: Галина Ивановна Сокол; Людмила Петровна Карайбеда
Original assignee: Галина Ивановна Сокол
Priority date: 1991-06-03
Filing date: 1991-06-03
Publication date: 1994-12-30

Abstract

FIELD: measuring technique. SUBSTANCE: apparatus has the shielding plate 7, mounted on its own base before the optical and the laser units 1, 2 with an air gap. The shielding plate 7 has openings in its body; the openings are arranged directly before lens of the optical and the laser units 1,2. The base of the plate 7 is provided by a vibration insulated gasket. Analysis of signals is being performed by the analyzer 6, data accumulator 4 and computer system 5 after a beam had been passed through the electronic damper 3. EFFECT: enhanced accuracy of measurements due to elimination of oscillations of a surface of separate units of the measuring apparatus. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к системам для измерения колебательной скорости при вибрационной диагностике. The invention relates to measuring equipment, and in particular to systems for measuring vibrational velocity in vibration diagnostics.

Известно устройство для измерения величины ускорений отдельных частей вибрирующих объектов посредством установки на их поверхности акселерометров. Электрическими кабелями акселерометры связаны с осциллографом. Устройство работает следующим образом: данные о виброускорениях, испытываемых той частью объекта, где установлен акселерометр, поступают в виде электрических сигналов по кабелям на осциллограф. Затем они воспроизводятся на экране или на бумаге и анализируются. По записи на осциллограмме судят об амплитуде ускорений при вибрациях и производят анализ вибропрочности исследуемой части объекта. A device is known for measuring the magnitude of the accelerations of individual parts of vibrating objects by installing accelerometers on their surface. Accelerometers are connected by an electric cable to an oscilloscope. The device operates as follows: data on vibration accelerations experienced by that part of the object where the accelerometer is installed are received in the form of electrical signals via cables to the oscilloscope. Then they are reproduced on the screen or on paper and analyzed. According to the recording on the oscillogram, the amplitude of accelerations during vibrations is judged and the vibration strength analysis of the studied part of the object is performed.

Недостатком устройства такого типа является то, что для установки акселерометров на поверхности вибрирующего объекта к посадочной поверхности предъявляется ряд специальных требований: по величине площадки под акселерометр, чистоте поверхности, плоскостности этой площадки. Эти требования ограничивают применение устройства для исследования вибропрочности объектов со сложной конфигурацией поверхности. A disadvantage of this type of device is that for installing accelerometers on the surface of a vibrating object, a number of special requirements are imposed on the landing surface: the size of the area under the accelerometer, the surface cleanliness, and the flatness of this area. These requirements limit the use of the device to study the vibration resistance of objects with a complex surface configuration.

Наиболее близким к изобретению является система измерений колебательной скорости бесконтактного типа, которая представляет собой устройство, состоящее из оптической и лазерной единиц, электронного успокоителя, компъютерной системы, накопителя данных, анализатора напряжений и корпуса. Система позволяет производить измерение колебательной скорости вибрирующего объекта без непосредственного контакта с ним. О величине колебательной скорости судят путем сравнения значений опорного и отраженного лазерных сигналов, преобразованных в электрические сигналы и поступившие в накопитель данных, а оттуда - в компьютерную систему. Здесь данные интегрируются и передаются в анализатор напряжений. По показаниям анализатора напряжений диагностируют прочностные характеристики исследуемого объекта. При измерениях весь комплект приборов системы установлен на штативе в помещении для виброиспытаний в непосредственной близости от вибрирующего объекта. Система позволяет производить анализ напряжений в объекте сложной конфигурации (например, в местах соединения кронштейнов с корпусом машины, где поверхность является криволинейной) с жесткой поверхностью. Closest to the invention is a non-contact type vibrational velocity measurement system, which is a device consisting of optical and laser units, an electronic damper, a computer system, a data storage device, a voltage analyzer and a housing. The system allows the measurement of the vibrational velocity of a vibrating object without direct contact with it. The magnitude of the vibrational velocity is judged by comparing the values of the reference and reflected laser signals converted into electrical signals and received in a data storage device, and from there to a computer system. Here, the data is integrated and transmitted to the voltage analyzer. According to the testimony of the stress analyzer, the strength characteristics of the object under investigation are diagnosed. During measurements, the entire set of instruments of the system is mounted on a tripod in the room for vibration testing in the immediate vicinity of a vibrating object. The system allows stress analysis in an object of complex configuration (for example, in the places where the brackets are connected to the machine body, where the surface is curved) with a rigid surface.

Недостатком описанного устройства для измерений является то, что при большой величине амплитуды вибрирующего объекта в окружающей его среде возникает акустическое поле, действует на незащищенную поверхность оптической и лазерной единиц. Это приводит к колебаниям их поверхности, а значит и к непредусмотренным колебаниям луча, снижает точность сравнения опорного и отраженного сигналов, а значит и точность измерений. The disadvantage of the described device for measurements is that with a large amplitude of the vibrating object in its environment, an acoustic field arises, acts on the unprotected surface of the optical and laser units. This leads to oscillations of their surface, and therefore to unintended oscillations of the beam, reduces the accuracy of comparison of the reference and reflected signals, and hence the accuracy of measurements.

Целью изобретения является повышение точности измерений колебательной скорости вибрирующего объекта за счет устранения колебаний поверхности отдельных единиц (или блоков) измеряющего устройства. The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the vibrational speed of a vibrating object by eliminating surface vibrations of individual units (or blocks) of the measuring device.

Это достигается тем, что устройство снабжено экранирующей пластиной, установленной на основании перед оптическим и лазерным блокам и с воздушным зазором, в которой выполнены отверстия, расположенные перед объективами соответственно оптического и лазерного блоков. Кроме того, оно снабжено виброизолирующей прокладкой, установленной на основании экранирующей пластины. This is achieved by the fact that the device is equipped with a shielding plate mounted on the base in front of the optical and laser blocks and with an air gap in which holes are made located in front of the lenses of the optical and laser blocks, respectively. In addition, it is equipped with a vibration isolating gasket mounted on the base of the shield plate.

Устройство содержит оптическую единицу 1, лазерную единицу 2, электpонный успокоитель 3, накопитель данных 4, компьютерную систему 5, анализатор напряжений 6, электрически связанные между собой экранирующую пластину 7 с отверстиями на виброизолирующей прокладке 8, установленную с зазором перед оптической и лазерной единицами. The device contains an optical unit 1, a laser unit 2, an electronic damper 3, a data storage device 4, a computer system 5, a voltage analyzer 6, a shield plate 7 electrically connected to each other with openings on a vibration isolating pad 8, installed with a gap in front of the optical and laser units.

На фиг. 1 приведена схема предложенного устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. In FIG. 1 shows a diagram of the proposed device; figure 2 is a section aa in figure 1.

Лазерная единица 2 генерирует луч с частотой опорного сигнала. Луч проходит через отверстие в экранирующей пластине 6 и, отражаясь от жесткой поверхности вибрирующего объекта, возвращается через отверстие в экранирующей пластине, установленной на виброизолирующей прокладке 8, в объектив оптической единицы 1, следуя далее на электронный успокоитель 3. Луч преобразуется в электрические сигналы, анализ которых производится в накопителе данных 4 и компьютерной системе 5. Здесь данные о колебательной скорости интегрируются с целью получения величины виброускорений, испытываемых исследуемой частью объекта, и передаются на анализатор напряжений 6. По показаниям анализатора напряжений 6 диагностируют прочностные характеристики исследуемого объекта. The laser unit 2 generates a beam with a frequency of the reference signal. The beam passes through the hole in the shielding plate 6 and, reflected from the rigid surface of the vibrating object, returns through the hole in the shielding plate mounted on the vibration-isolating gasket 8, into the lens of the optical unit 1, then following to the electronic damper 3. The beam is converted into electrical signals, analysis which are produced in data storage 4 and computer system 5. Here, the data on the vibrational velocity are integrated in order to obtain the magnitude of vibration acceleration experienced by the studied part of the objects that, and transmitted to the voltage analyzer 6. According to the testimony of the voltage analyzer 6 diagnose the strength characteristics of the investigated object.

Предлагаемое устройство для измерений колебательной скорости позволяет повысит точность измерений на 10-50% за счет установки экранирующей пластины с отверстиями, выполненными напротив объективов лазерной и сканирующей единиц, на виброизолирующей прокладке. Введение экранирующей пластины позволяет устранить колебания лазерных лучей (опорного и отраженного), возникающих при колебаниях поверхности лазерной и оптической единиц в результате действия на них акустического поля вибрирующего объекта. Процесс измерения без влияния колебаний упругой среды, где находится измерительное устройство, повышает точность измерений. The proposed device for measuring vibrational velocity can increase the accuracy of measurements by 10-50% due to the installation of a shielding plate with holes made opposite the lenses of the laser and scanning units on a vibration-isolating pad. The introduction of a shielding plate makes it possible to eliminate oscillations of the laser beams (reference and reflected) that arise when the surface of the laser and optical units vibrates as a result of the action of the acoustic field of a vibrating object on them. The measurement process without the influence of fluctuations of the elastic medium where the measuring device is located increases the accuracy of the measurements.

Экранирующая пластина позволяет исключить вибрации оптической и лазерной единиц во время измерений. The shielding plate eliminates the vibration of the optical and laser units during measurements.

Таким образом, изобретение позволяет производить измерения колебательной скорости вибрирующих тел без непосредственного с ними контакта. Это позволяет исследовать напряжения в телах со сложной конфигурацией поверхности, например, в местах плавных соединений кронштейнов с корпусами машин, а установка экранирующей пластины с отверстиями с воздушным зазором на виброизолирующей прокладке обеспечивает повышение точности измерений на 10-50% за счет уменьшения амплитуды колебаний поверхности лазерной и оптической единиц устройства при гашении этих колебаний за счет жесткостных качеств пластины и исключения непосредственного действия акустических волн при их отражении от экранирующей пластины. Thus, the invention allows measurements of the vibrational velocity of vibrating bodies without direct contact with them. This makes it possible to study stresses in bodies with a complex surface configuration, for example, in places of smooth connections of brackets to machine bodies, and the installation of a shielding plate with holes with an air gap on a vibration-insulating gasket provides an increase in measurement accuracy by 10–50% by reducing the amplitude of oscillations of the laser surface and optical units of the device when damping these vibrations due to the stiffness of the plate and excluding the direct action of acoustic waves when they are reflected from the screen an ani plate.

Предлагаемое устройство может найти применение в измерительной технике при определении величины колебательной скорости вибрирующего объекта. The proposed device can find application in measuring technique when determining the magnitude of the vibrational velocity of a vibrating object.

Claims

1. DEVICE FOR MEASURING THE VIBRATION SPEED OF VIBRATING BODIES WITH A RIGID SURFACE OF COMPLEX CONFIGURATION, containing optical and laser units and electrically coupled electronic damper, storage device and computer system, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, it is equipped with a shielding plate on the basis in front of the optical and laser blocks with an air gap and in which holes are made located in front of the lenses of the optical and laser blocks, respectively ov.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a vibration isolating gasket mounted on the basis of the shielding plate.