измеритель вибрации
Классы МПК: | G01H9/00 Измерение механических колебаний или ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых колебаний с использованием средств, чувствительных к излучению, например оптических средств |
Автор(ы): | Кудряшов С.А., Уменушкин А.В., Никитин А.А. |
Патентообладатель(и): | Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском государственном университете им.Н.Г.Чернышевского |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-07-17 публикация патента:
30.12.1994 |
Изобретение относится к виброметрии и может быть использовано в качестве измерителя вибрации. Задачей изобретения является повышение чувствительности измерения вибрации контролируемого объекта. Это достигается тем, что в измерителе вибрации, содержащем последовательно соединенные генераторы СВЧ, детектор с подключенным к нему индикатором и антенну, последнюю располагают указанным в ф-ле соотношением. 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
ИЗМЕРИТЕЛЬ ВИБРАЦИИ, содержащий последовательно соединенные генератор СВЧ, детектор с подключенным к нему индикатором и антенну, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности измерения вибрации контролируемого объекта, расположение антенны определено из соотношения![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-24t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-25t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-26t.gif)
где l1 - расстояние от антенны до генератора;
l2 - расстояние от антенны до контролируемого объекта;
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025006/955.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025006/955.gif)
n = 0,1,2 ... .
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к виброметрии и может быть использовано в качестве измерителя вибрации. Известен измеритель вибрации [1], содержащий генератор СВЧ, двойной волноводный Т-образный мост, антенну, регулируемую нагрузку и детектор с индикатором. Работа измерителя основана на разбалансе моста, который происходит при перемещении контролируемого объекта. Недостатками данного измерителя являются низкая чувствительность, сложность балансировки моста. Известен также измеритель вибрации [2], содержащий трехплечий циркулятор, к одному плечу которого присоединен генератор СВЧ, другому - антенна, третьему - детектор с индикатором. Между антенной и циркулятором в волноводе расположен штырь, формирующий опорный сигнал. Работа устройства основана на сравнении опорного сигнала и сигнала, отраженного от вибрирующего объекта. Недостаток устройства состоит в низкой чувствительности, сложной регулировке. Известен также измеритель вибрации [3], содержащий приемно-передающую антенну, включенную в частотозадающую цепь генератора СВЧ. Работа измерителя основана на зависимости режима генерации колебаний от воздействия волн, отраженных от вибрирующего объекта. Недостатком устройства является низкая чувствительность, обусловленная его конструкцией. Наиболее близким к изобретению является устройство [4], содержащее последовательно соединенные генератор СВЧ, детектор с подключенным к нему индикатором и антенну. Сигнал, выделяемый на детекторе, пропорционален смещению стоячих волн в линии передачи, из чего следует низкая чувствительность измерителя. Задачей изобретения является повышение чувствительности измерения вибрации контролируемого объекта. Это достигается тем, что в измерителе вибрации, содержащем последовательно соединенные генератор СВЧ, детектор с подключенным к нему индикатором и антенну, последнюю располагают с учетом соотношения![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-2t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-3t.gif)
l2 - расстояние от антенны до контролируемого объекта;
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025006/955.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025006/955.gif)
n = 0,1,2... На фиг. 1 изображена блок-схема измерителя вибрации; на фиг.2 - график зависимости тока квадратичного детектора от расстояния между детектором и объектом; на фиг.3 - зависимость изменения частоты генератора от расстояния между генератором и объектом; на фиг.4 - изменение тока детектора при изменении частоты генератора. Измеритель вибрации содержит (фиг.1) генератор 1 СВЧ, детектор 2 с подключенным к нему индикатором 3 и антенну 4, соединенные последовательно прямоугольным волноводом. Измеритель работает следующим образом. Сигнал, генерируемый генератором, излучается антенной, отражается от контролируемого объекта и принимается той же антенной. В результате интерференции прямых и отраженных волн в линии передачи образуется стоячая волна. Как видно из графика на фиг.2, если
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-4t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-5t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-6t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-7t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-8t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-9t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-10t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-11t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025006/955.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025006/955.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-12t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-13t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-14t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-15t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-16t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-17t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-18t.gif)
h=
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-19t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-20t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-21t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-22t.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025670/2025670-23t.gif)
l2 - расстояние между антенной и контролируемым объектом;
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025006/955.gif)
![измеритель вибрации, патент № 2025670](/images/patents/448/2025006/955.gif)
n = 1,2,0.... П р и м е р. Для измерения вибрации используют генератор СВЧ с частотой колебаний 18,3 ГГц и внешней добротностью 300, в качестве детектора - диод Д608, индикатора-осциллографа С1-93, антенны - открытый конец прямоугольного волновода. В качестве передающей линии используют прямоугольный волновод сечением 11 х 5,5 мм2. Измерения показали увеличение чувствительности заявляемого устройства на 70% по сравнению с прототипом (290 мкА/мм против 190 мкА/мм). Использование данного устройства позволяет осуществлять высокоточные, прецизионные измерения параметров механических колебаний, что открывает широкие возможности для его применения в различных областях народного хозяйства.
Класс G01H9/00 Измерение механических колебаний или ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых колебаний с использованием средств, чувствительных к излучению, например оптических средств