×
20.05.2014
216.012.c5cd

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ КОМБИНАЦИОННЫХ СПЕКТРАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ОБЩЕГО АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002516396
Дата охранного документа
20.05.2014
Аннотация: Изобретение относится к области измерительной техники и решает задачу поиска источников общего акустического поля в условиях нелинейности механического тракта распространения колебательных процессов. С этой целью суммарный вибрационный сигнал в приемном канале подвергается полосовой фильтрации и детектированию. В результате детектирования в спектре огибающей формируются комбинационные спектральные составляющие, идентичные спектральным составляющим общего акустического поля, образованным в результате взаимодействия суперпозиции нескольких вибрационных процессов и нелинейного тракта передачи. Основное преимущество предлагаемого способа обработки данных состоит в обеспечении выявления источников комбинационных спектральных составляющих, отсутствующих в спектрах вибраций отдельных источников, для которых неприменимы традиционные методы статистического анализа. 4 ил.
Основные результаты: Способ выявления источников комбинационных спектральных составляющих общего акустического поля, включающий раздельный прием суммарного сигнала вибрации нескольких источников и сигнала общего акустического поля, определение характеристики статистической связи принимаемых сигналов и ее регистрацию, отличающийся тем, что акустический сигнал нескольких источников подвергают полосовой фильтрации в окрестности спектрального максимума, осуществляют амплитудное детектирование отфильтрованного сигнала, после чего определяют характеристики статистической связи сигнала, полученного в результате детектирования, и сигнала общего акустического поля, и регистрацию результатов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для выявления источников шумоизлучения объектов измерений - на автомобильном или железнодорожном транспорте, а также на судах различного назначения при их диагностическом обследовании.

Известен способ выявления источников, формирующих акустическое поле объекта измерений (см. А.К.Новиков. Статистические измерения в судовой акустике. - Л.: Судостроение, 1985, с.238).

В основе способа - сравнение спектров вибрации механизмов, расположенных на объекте измерений, и спектров создаваемого ими суммарного поля. Недостатком рассматриваемого способа является ограниченная разрешающая способность спектрального анализа при выявлении источников перекрывающихся по частотному диапазону дискретных спектральных составляющих.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ оценки статистической связи двух процессов, основанный на взаимно-спектральном анализе сигналов вибрации и общего акустического поля (А.К.Новиков. Статистические измерения и обнаружение сигналов. СПб.: ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова, 2006, с.82-85) - он принят за прототип.

Сущность способа-прототипа для выявления источников общего акустического поля сводится к следующим операциям:

1) прием сигнала входного воздействия - вибрации контролируемого механизма;

2) прием сигнала общего акустического поля;

3) вычисление взаимного спектра между сигналами входного воздействия и общего акустического поля;

4) регистрация модуля взаимного спектра.

Недостаток способа-прототипа состоит в невозможности его применения для выделения источников, сигналы которых распространяются по нелинейным механическим системам. Вместе с тем известно, что во многих случаях механический тракт передачи акустических сигналов является существенно нелинейным, что используется для решения задач диагностики (М.Д. Генкин, А.Г.Соколова. Виброакустическая диагностика машин и механизмов. М.: Машиностроение, 1987).

К числу причин, обусловливающих эффекты нелинейности, относятся: наличие диссипативных элементов, амортизаторов, резьбовых и клеевых соединений, и т.д. В результате распространения вибрационного сигнала по нелинейным механическим трактам передачи формируются спектральные составляющие, которые отсутствуют в спектрах вибраций предполагаемых источников общего акустического поля. В этом случае невозможно применение традиционных методов выявления источников, основанных на оценке статистической связи сигналов воздействия и общего акустического поля.

Задачей изобретения является обеспечение возможности выделения комбинационных составляющих общего акустического поля, являющихся продуктом взаимодействия вибрационных сигналов источников с нелинейным трактом передачи.

Это достигается тем, что перед оценкой статистической взаимосвязи процессов путем взаимно-спектрального анализа дополнительно осуществляется полосовая фильтрация сигнала вибрации в окрестности узкополосного максимума спектра и последующее выделение огибающей отфильтрованного сигнала.

Сущность предложенного технического решения пояснена на фигурах, где представлены:

- структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ (Фиг.1);

- взаимный спектр сигналов, распространяющихся по модели линейного тракта передачи (Фиг.2);

- взаимный спектр сигналов, распространяющихся по модели нелинейного тракта передачи (Фиг.3);

- взаимный спектр сигнала натурной суммарной вибрации и общего шума (Фиг.4).

Устройство, реализующее предлагаемый способ (Фиг.1), содержит первый приемник А1, соединенный с входом анализатора статистической связи 2, и второй приемник Б3, подключенный через последовательно соединенные полосовой фильтр 4 и амплитудный детектор 5 ко второму входу анализатора статистической связи. Выход анализатора статистической связи соединен с входом регистратора 6.

С использованием описанного устройства предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Сигнал общего акустического поля в контролируемой точке принимается приемником А, а сигнал суммарной вибрации - приемником Б. Суммарная вибрация обусловлена суперпозицией нескольких колебаний в контролируемой точке механического тракта передачи. При взаимодействии суммарной вибрации с нелинейным трактом передачи в спектре общей вибрации формируются комбинационные спектральные составляющие на суммарных и разностных частотах и их гармониках. В результате фильтрации суммарной вибрации полосовым фильтром в окрестности узкополосного спектрального максимума, сформированного в результате суперпозиции нескольких сигналов вибрации и последующего выделения огибающей при помощи амплитудного детектора, в спектре огибающей также формируются комбинационные составляющие, идентичные комбинационным составляющим спектра общего акустического поля.

После указанной дополнительной операции обеспечивается возможность установления статистической связи исследуемых колебаний при помощи анализатора статистической связи, основанного на методах синхронного или когерентного спектрального анализа. Далее регистратором осуществляется регистрация идентичных спектральных составляющих, по результатам которой делается заключение о выявлении источников комбинационных спектральных составляющих.

Достоверность предлагаемого способа подтверждается результатами модельного эксперимента, в результате которого рассчитывались спектры сигналов, наблюдаемых на выходе линейного механического тракта передачи (Фиг.2) и на выходе нелинейного механического тракта передачи (Фиг.3). Сравнение представленных низкочастотных фрагментов спектров показывает, что взаимодействие сигнала вибрации с нелинейным трактом передачи приводит к появлению комбинационной составляющей разностной частоты. Комбинационные спектральные составляющие суммарной частоты в приведенном примере не представлены, так как при практических измерениях они претерпевают значительное затухание. Таким образом, в спектре выходного сигнала присутствуют составляющие, отсутствующие во входном вибрационном сигнале, и, следовательно, сопоставление их спектральных характеристик не позволяет установить их источники.

Выделение амплитудной огибающей сигнала суммарной вибрации в полосе частот приводит к формированию опорного сигнала, в котором присутствуют комбинационные спектральные составляющие, идентичные аналогичным составляющим сигнала общего акустического поля, и, следовательно, обеспечивается возможность сопоставления спектров общей вибрации и огибающей. Наличие общих спектральных составляющих свидетельствует об обнаружении источников общего акустического поля.

На Фиг.4 приведены результаты отработки метода выявления источников комбинационных составляющих с целью выявления их источников на натурных сигналах вибрации судовых конструкций и внешнего шума. В качестве суммарного сигнала рассматривался сигнал вибрации блока механизмов, измеряемой на несущей рамной конструкции. Приемник суммарной вибрации (акселерометр) устанавливался после амортизаторов первого каскада. Приемником сигнала общего акустического поля являлся гидрофон, расположенный за корпусом судна. На фрагменте взаимного спектра суммарной вибрации и общего акустического поля выделена полоса частот 7, в которой осуществлялось выделение амплитудной огибающей и расчет ее спектра. На этой же фигуре показаны обнаруженные комбинационные составляющие 8, обусловленные взаимодействием суммарной вибрации и нелинейного тракта передачи. При этом поиск источников суммарной вибрации осуществлялся методом синхронного спектрального анализа.

Рассмотренные спектрограммы показывают, что основное преимущество предлагаемого способа выявления источников комбинационных составляющих перед способом-прототипом заключается в обеспечении выявления источников акустического поля при отсутствии таких составляющих в спектрах вибрации предполагаемых источников.

Проведенное моделирование и опытная обработка натурного сигнала показали, что использование новых операций в соответствии с предлагаемым способом выявления источников общего акустического поля увеличивает эффективность поиска источников вибрации в условиях нелинейности механического тракта передачи.

Основное преимущество предлагаемого способа перед способом-прототипом состоит в том, что наличие выявленных комбинационных спектральных составляющих позволяет оценить степень нелинейности механического тракта распространения суммарного вибрационного сигнала и, следовательно, определить его характеристики, обусловливающие нелинейные свойства, что является важным при создании судовых конструкций на основе резьбовых, клеевых и сварных соединений. Дефекты таких конструкций являются причиной появления комбинационных составляющих общего акустического поля.

Способ выявления источников комбинационных спектральных составляющих общего акустического поля, включающий раздельный прием суммарного сигнала вибрации нескольких источников и сигнала общего акустического поля, определение характеристики статистической связи принимаемых сигналов и ее регистрацию, отличающийся тем, что акустический сигнал нескольких источников подвергают полосовой фильтрации в окрестности спектрального максимума, осуществляют амплитудное детектирование отфильтрованного сигнала, после чего определяют характеристики статистической связи сигнала, полученного в результате детектирования, и сигнала общего акустического поля, и регистрацию результатов.
СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ КОМБИНАЦИОННЫХ СПЕКТРАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ОБЩЕГО АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ
СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ КОМБИНАЦИОННЫХ СПЕКТРАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ОБЩЕГО АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ
СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ КОМБИНАЦИОННЫХ СПЕКТРАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ОБЩЕГО АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ
СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ КОМБИНАЦИОННЫХ СПЕКТРАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ОБЩЕГО АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 71-80 из 168.
19.01.2018
№218.016.042d

Устройство погрузки, транспортировки и установки на морское дно тяжеловесного и крупногабаритного морского подводного объекта

Изобретение относится к области судостроения и морского транспорта, в частности касается транспортировки тяжеловесных и крупногабаритных морских подводных объектов. Предложено устройство погрузки, транспортировки и установки на морское дно тяжеловесного и крупногабаритного морского подводного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630513
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.055a

Спасательная шлюпка закрытого типа для эвакуации и спасания персонала морских нефтегазовых платформ, транспортных и технологических судов в ледовых условиях

Изобретение относится к области судостроения, касается вопроса обеспечения эвакуации и спасения персонала морских платформ и экипажей транспортных и технологических судов, работающих в ледовых условиях, с использованием спасательных шлюпок. Предложена спасательная шлюпка закрытого типа, носовая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630871
Дата охранного документа: 13.09.2017
20.01.2018
№218.016.12e5

Многовальная униполярная электрическая машина

Изобретение относится к электрическим машинам постоянного тока и может быть использовано в качестве электрического генератора или электрического двигателя постоянного тока. Технический результат - повышение эффективности работы и улучшение эксплуатационных характеристик. Электрическая машина...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634350
Дата охранного документа: 26.10.2017
20.01.2018
№218.016.1323

Технологический комплекс получения синтез-газа в установке по переработке попутного нефтяного газа в синтетическую нефть на гравитационной платформе gtl

Изобретение относится к переработке попутного нефтяного газа (ПНГ) на газохимических установках, размещаемых на удаленных шельфовых месторождениях. Технологический комплекс получения синтез-газа в установке по переработке попутного нефтяного газа в синтетическую нефть на гравитационной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634445
Дата охранного документа: 30.10.2017
20.01.2018
№218.016.133f

Униполярная электрическая машина

Изобретение относится к электрическим машинам постоянного тока и может быть использовано в качестве электрического генератора или электрического двигателя постоянного тока. Технический результат - расширение функциональных возможностей униполярной машины, получение многоуровневого источника...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634478
Дата охранного документа: 31.10.2017
20.01.2018
№218.016.13ce

Запорный механизм узла стыковки-расстыковки продуктопровода

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, применяется в качестве запорного элемента, предназначено для перегрузки углеводородов в море и решает задачу по обеспечению надежной работы узла стыковки-расстыковки продуктопровода, в том числе и в аварийных режимах эксплуатации. Для этого в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634650
Дата охранного документа: 02.11.2017
20.01.2018
№218.016.13ea

Грузозахватное устройство для подъема лежащего на морском дне подводного объекта

Изобретение относится к области морского флота и судостроения и предназначено для подъема с морского дна затонувших подводных объектов. Грузозахватное устройство включает храпцы, имеющие профиль, сходный с профилем корпуса подводного объекта, грузовую раму с кронштейнами и закрепленными на ней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634599
Дата охранного документа: 01.11.2017
20.01.2018
№218.016.168c

Подводный компрессор с прямым электроприводом

Изобретение относится к системе компрессора, приспособленной к подводному применению. Подводный компрессор с прямым электроприводом содержит компрессорный агрегат и двигательный агрегат, роторная часть которого и вращающиеся части компрессорного агрегата расположены на общем валу, установленном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635173
Дата охранного документа: 09.11.2017
20.01.2018
№218.016.1aa0

Преобразователь частоты

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к преобразователям частоты с двойным преобразованием электрической энергии. Технический результат - улучшение функциональных возможностей изделия и повышение надежности его работы. Кроме того, преобразователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636390
Дата охранного документа: 23.11.2017
20.01.2018
№218.016.1c18

Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе содержит тепловой двигатель, асинхронный генератор переменного тока с фазным ротором, тяговый асинхронный электродвигатель с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640378
Дата охранного документа: 28.12.2017
Показаны записи 71-80 из 83.
19.01.2018
№218.016.042d

Устройство погрузки, транспортировки и установки на морское дно тяжеловесного и крупногабаритного морского подводного объекта

Изобретение относится к области судостроения и морского транспорта, в частности касается транспортировки тяжеловесных и крупногабаритных морских подводных объектов. Предложено устройство погрузки, транспортировки и установки на морское дно тяжеловесного и крупногабаритного морского подводного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630513
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.055a

Спасательная шлюпка закрытого типа для эвакуации и спасания персонала морских нефтегазовых платформ, транспортных и технологических судов в ледовых условиях

Изобретение относится к области судостроения, касается вопроса обеспечения эвакуации и спасения персонала морских платформ и экипажей транспортных и технологических судов, работающих в ледовых условиях, с использованием спасательных шлюпок. Предложена спасательная шлюпка закрытого типа, носовая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630871
Дата охранного документа: 13.09.2017
20.01.2018
№218.016.12e5

Многовальная униполярная электрическая машина

Изобретение относится к электрическим машинам постоянного тока и может быть использовано в качестве электрического генератора или электрического двигателя постоянного тока. Технический результат - повышение эффективности работы и улучшение эксплуатационных характеристик. Электрическая машина...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634350
Дата охранного документа: 26.10.2017
20.01.2018
№218.016.1323

Технологический комплекс получения синтез-газа в установке по переработке попутного нефтяного газа в синтетическую нефть на гравитационной платформе gtl

Изобретение относится к переработке попутного нефтяного газа (ПНГ) на газохимических установках, размещаемых на удаленных шельфовых месторождениях. Технологический комплекс получения синтез-газа в установке по переработке попутного нефтяного газа в синтетическую нефть на гравитационной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634445
Дата охранного документа: 30.10.2017
20.01.2018
№218.016.133f

Униполярная электрическая машина

Изобретение относится к электрическим машинам постоянного тока и может быть использовано в качестве электрического генератора или электрического двигателя постоянного тока. Технический результат - расширение функциональных возможностей униполярной машины, получение многоуровневого источника...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634478
Дата охранного документа: 31.10.2017
20.01.2018
№218.016.13ce

Запорный механизм узла стыковки-расстыковки продуктопровода

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, применяется в качестве запорного элемента, предназначено для перегрузки углеводородов в море и решает задачу по обеспечению надежной работы узла стыковки-расстыковки продуктопровода, в том числе и в аварийных режимах эксплуатации. Для этого в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634650
Дата охранного документа: 02.11.2017
20.01.2018
№218.016.13ea

Грузозахватное устройство для подъема лежащего на морском дне подводного объекта

Изобретение относится к области морского флота и судостроения и предназначено для подъема с морского дна затонувших подводных объектов. Грузозахватное устройство включает храпцы, имеющие профиль, сходный с профилем корпуса подводного объекта, грузовую раму с кронштейнами и закрепленными на ней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634599
Дата охранного документа: 01.11.2017
20.01.2018
№218.016.168c

Подводный компрессор с прямым электроприводом

Изобретение относится к системе компрессора, приспособленной к подводному применению. Подводный компрессор с прямым электроприводом содержит компрессорный агрегат и двигательный агрегат, роторная часть которого и вращающиеся части компрессорного агрегата расположены на общем валу, установленном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635173
Дата охранного документа: 09.11.2017
20.01.2018
№218.016.1aa0

Преобразователь частоты

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к преобразователям частоты с двойным преобразованием электрической энергии. Технический результат - улучшение функциональных возможностей изделия и повышение надежности его работы. Кроме того, преобразователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636390
Дата охранного документа: 23.11.2017
20.01.2018
№218.016.1c18

Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе содержит тепловой двигатель, асинхронный генератор переменного тока с фазным ротором, тяговый асинхронный электродвигатель с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640378
Дата охранного документа: 28.12.2017
+ добавить свой РИД