SU1663467A1 - Rotary machine vibration measuring spectrum analyzer - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к виброизмерительной технике и может быть использовано дл  контрол  технического состо ни  роторных машин. Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности анализа. В анализаторе реализовано управление частотой среза фильтра 3 нижних частот и частотой квантовани  АЦПЧ в зависимости от частоты вращени  ротора машин и требуемой разрешающей способности анализа. Частота среза фильтра 3 измен етс  так, чтобы исключить наложение сопр женных участков спектра после цифровой обработки в вычислителе 5, реализующем алгоритм быстрого преобразовани  Фурье. 1 ил.The invention relates to vibration measuring technology and can be used to monitor the technical condition of rotary machines. The aim of the invention is to increase the reliability of the analysis. The analyzer implements control of the cut-off frequency of the low-pass filter 3 and the frequency of quantization of the ACCHR depending on the frequency of rotation of the rotor of the machines and the required resolution of the analysis. The cutoff frequency of the filter 3 is changed so as to exclude the superposition of conjugated spectral regions after digital processing in the calculator 5, which implements the fast Fourier transform algorithm. 1 il.

Description

ОABOUT

OsOs

соwith

Јь ОО About

Изобретение относитс  к виброизмерительной технике и может быть использовано дл  контрол  технического состо ни  роторных машин.The invention relates to vibration measuring technology and can be used to monitor the technical condition of rotary machines.

Целью изобретени   вл етс  повыше- ние достоверности анализа за счет управлени  частотой среза фильтра нижних частот и частотой квантовани  сигнала по частоте вращени  ротора машины.The aim of the invention is to increase the reliability of the analysis by controlling the cut-off frequency of the low-pass filter and the frequency of quantizing the signal according to the rotor frequency of the machine.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого анализатора.The drawing shows the block diagram of the proposed analyzer.

Анализатор содержит вибропреобразователь 1, согласующий усилитель 2, фильтр 3 нижних частот, .аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, вычислитель 5, регист- ратор 6, цепь измерени  частоты вращени  оборотов, образованную датчикомформи- рователем 8 пульсов 7 и умножителем 9 и блок 10 управлени .The analyzer contains a vibration converter 1, a matching amplifier 2, a low-pass filter 3, an analog-to-digital converter (ADC) 4, a calculator 5, a recorder 6, a rotation speed measurement circuit formed by a sensor forming the pulses 8 of pulses 7 and a multiplier 9 and a block 10 controls

ВибропреоОразователь 1, согласующий усилитель 2, фильтр 3 нижних частот, АЦП4 вычислитель 5 и регистратор 6 соединены последовательно,The vibrator is 1, the matching amplifier 2, the low-pass filter 3, the ATC4 calculator 5 and the recorder 6 are connected in series,

Выход цепи измерени  частоты вращени  подключен к входам АЦП 4 и блоку 10 управлени , выходы которого подключены к входам фильтра 3 нижних частот, вычислител  5, регистратора 6 и умножител  9.The output of the frequency measurement circuit is connected to the inputs of the ADC 4 and the control unit 10, the outputs of which are connected to the inputs of the low-pass filter 3, the calculator 5, the recorder 6 and the multiplier 9.

Анализатор работает следующим образом .The analyzer works as follows.

Сигнал с выхода вибропреобразовател  1 ч ерез согласующий усилитель 2 фильтр 3 поступает в АЦП 4. Частота квантовани  АЦП 4 устанавливаетс  умножителем 9 с учетом частоты FBp вращени  детали иссле- дуемой машины, верхней частоты fB спектра анализируемой вибрации и требуемой разрешающей способности,The signal from the output of the vibration converter 1 through matching amplifier 2, filter 3 enters ADC 4. The quantization frequency of ADC 4 is set by multiplier 9 taking into account the frequency FBp of rotation of the part of the studied machine, the upper frequency fB of the spectrum of the analyzed vibration and the required resolution,

Частота квантовани  выбираетс  из соотношени The quantization frequency is selected from the ratio

f к - f if to - f i

врtime

m 2 твm 2 tv

где TK - частота квантовани  по времени АЦП 4;where TK is the sampling frequency of the time of the ADC 4;

m - коэффициент, учитывающий требуемую разрешающую способность Af, котора  определ етс  какm is a coefficient taking into account the required resolution Af, which is defined as

0 0

5 five

0 0

5 five

00

5 five

00

5five

00

где N - число отсчетов сигнала вибрации в реализации.where N is the number of samples of the vibration signal in the implementation.

Информаци  о текущем значении частоты вращени  fBp поступает от датчика 7 оборотов через формирователь 8 импульсов в умножитель 9.Information about the current value of the rotational speed fBp is supplied from the rotational speed sensor 7 through the pulse shaper 8 to the multiplier 9.

С выхода АЦП 4 информаци  в цифровом виде поступает на вход вычислител  5, реализующего алгоритм быстрого преобразовани  Фурье (БПФ). Дл  того, чтобы исключить искажение спектра в результате наложени  после цифровой обработки в вычислителе 5, блок 10 управл ет частотой среза фильтра 3 нижних частот.From the output of the ADC 4, the information in digital form is fed to the input of the calculator 5, which implements the Fast Fourier Transform (FFT) algorithm. In order to eliminate spectrum distortion as a result of overlap after digital processing in calculator 5, unit 10 controls the cut-off frequency of low pass filter 3.

Индикаци  и регистраци  результирующего спектра вибрации осуществл етс  регистратором 6, синхронизированным с работой вычислител  5 по командам блока 10 управлени .The resultant vibration spectrum is indicated and recorded by the recorder 6, which is synchronized with the operation of the calculator 5 according to the commands of the control unit 10.

Анализатор реализует выделение составл ющих роторной вибрации и кинематически св занных с ротором других вращающихс  частей машины. На индикаторе регистратора 6 при изменении скоростного режима частотные составлчющие, св занные с частотой вращени  ротора, не мен ют положени . Частотные составл ющие , обусловленные собственными колебани ми , мен ют положение на шкале частот, Исследу  изменение частотных составл ющих спектра вибрации в процессе работы машины, оценивают ее техническое состо ние .The analyzer realizes the selection of the components of rotor vibration and kinematically connected with the rotor of other rotating parts of the machine. On the recorder indicator 6, when the speed mode changes, the frequency components associated with the rotor speed do not change position. Frequency components, due to their own vibrations, change their position on the frequency scale. I investigate the change in the frequency components of the vibration spectrum during the operation of the machine, assess its technical condition.

Формула изобретени Invention Formula

Анализатор спектра вибрации вращающихс  машин, содержащий последовательно соединенные вибропреобразователь, фильтр, аналого-цифровой преобразотель, вычислитель и регистратор, цепь измерени  частоты вращени , образованную датчиком оборотов и умножителем, выход которого подключен к управл ющему входу аналого- цифрового преобразовател , блок управлени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности анализа, фильтр выполнен в виде управл емого фильтра нижних частот, умножитель выполнен управл емым , вход блока управлени  подключен к выходу умножител , а выходы - к управл ющим входам фильтра нижних частот , умножител , вычислител  и регистратоVibration spectrum analyzer of rotating machines containing a vibration transducer connected in series, a filter, an analog-digital converter, a calculator and a recorder, a rotational speed measurement circuit formed by a speed sensor and a multiplier, the output of which is connected to the control input of the analog-digital converter, a control unit that differs that, in order to increase the reliability of the analysis, the filter is made in the form of a controlled low-pass filter, the multiplier is controllable, the input of the control unit li ne to the output of the multiplier, and outputs - to the control inputs of the low pass filter, the multiplier, the calculator and the Registrar of

Claims (1)

Формула изобретенияClaim 35 Анализатор спектра вибрации вращающихся машин, содержащий последовательно соединенные вибропреобразователь, фильтр, аналого-цифровой преобразотель, вычислитель и регистратор, цепь измерения 40 частоты вращения, образованную датчиком оборотов и умножителем, выход которого подключен к управляющему входу аналогоцифрового преобразователя, блок управления, отличающийся тем, что, с целью 45 повышения достоверности анализа, фильтр выполнен в виде управляемого фильтра нижних частот, умножитель выполнен управляемым, вход блока управления подключен к выходу умножителя, а выходы - к 50 управляющим входам фильтра нижних частот, умножителя, вычислителя и регистрато-35 The analyzer of the vibration spectrum of rotating machines, containing a series-connected vibration transducer, filter, analog-to-digital transducer, calculator and recorder, a measurement circuit 40 of the rotational speed formed by a speed sensor and a multiplier, the output of which is connected to the control input of an analog-digital converter, a control unit, characterized in that, with the goal of 45 increasing the reliability of the analysis, the filter is made in the form of a controlled low-pass filter, the multiplier is made controllable, the input of the control unit by It is connected to the output of the multiplier, and the outputs to the 50 control inputs of the low-pass filter, multiplier, calculator, and recorder