191570. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés mechanikai zajforrások helyének meghatározására előnyösen nagynyomású közegeket szállító csővezetékekre
191 570 visszük át, s a hibahelyre jeíiemző keresztkorrelá- j ciós függvénynek az adott célra megfelelő becslését közhasználatú eszközökkel, például mikroproceszszoros rendszerekkel, személyi számítógépekkel stb. végezzük el. Az előfeldolgozás során a korrelációs függvény maximumának helye arányos az érzékelőket összekötő egyenes csőhossz 5 felezőpontjára vonatkoztatott előjeles várható y hibahely-távolsággal. A találmány tárgyát képezi továbbá az eljárás foganatosítására szolgáló kapcsolási elrendezés is, amelyben a mechanikai zajforrás várható hibahelyének két oldalára elhelyezett egy-egy érzékelő kimenetével egy-egy szűrőn keresztül kapcsolódik egy kétbemenetű analóg frekvenciatranszponáló egység egy-egy bemenetére, és az ugyanezen analóg frekvenciatranszponáló egység egy-egy kimenetével egy kétbemenetű célkorrelátorra van kötve. Ezen kapcsolási elrendezés változatánál az analóg frekvenciatranszponáló egység egy további bemeneté kívülről vezérelhető. A találmány tárgyát képezi még az analóg frek-j venciatranszponáló egység három kiviteli példája.! Az első és második kiviteli példánál az analóg , frekvenciatranszponáló egység két azonos felépí- ' fésű, független frekvenciatranszponáló áramkört tartalmaz. Ai első kiviteli példánál a kétbemenetű és kétkimenetű analóg frekvenciatranszponáló egység egy- . egy be- és kimenete között egy összekötött bemenetű, kétbemenetű szorzó és aluláteresztő szűrő van soros hatásláncba kapcsolva. Az analóg frekvenciatranszponáló egység második kiviteli példája két független működésű fáziszárt ■ hurkot tartalmaz. A megfelelő be- és kimenet közé a fáziszárt hurok oly módon van beiktatva, hogy a bemenetre a szorzó egyik bemenete kapcsolódik, a szorzó kimenete az aluláteresztő szűrőn és a szűrővel sorbakapcsolt vezérelhető frekvenciájú oszcil- / látoron keresztül szorzó másik bemenetére van bekötve, továbbá az aluláteresztő szűrő kimenete egyúttal az analóg frekvenciatranszponáló egység kimenete is. Az analóg frekvenciatranszponáló egység harma- 45 dik kiviteli példája egy további, kívülről vezérelhető bemenetet is tartalmaz. A kívülről vezérelhető bemenet egy közös, vezérelhető frekvenciájú oszcillátoron keresztül kapcsolódik a két szorzó egy-egy közösített bemenetére, míg az analóg frekvencia- 50 transzponáló egység egy-egy bemenete a szorzók másik bemenetére van bekötve. A szorzók kimenete az aluláteresztő szűrőn keresztül kapcsolódik a megfelelő kimenetekre. A találmány tárgyát képező eljárást és a talál- 55 mány szerinti kapcsolási elrendezést rajz alapján ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra a találmány szerinti eljárás megvalósítására alkalmas elrendezésnek két példakénti kivitelét mutatja, melyek a szaggatott vonallal ábrá- 60 zolt egy további bemenetben különböznek egymástól. A 2—4. ábra az ugyancsak a találmány tárgyát 65 képező analóg frekvenciatranszponáló egység egyegy kiviteli példáját ábrázolja. Az 5. és a 6. ábra a célkorrelátor két megvalósítási lehetőségét mutatja be. ;\z 1. ábra szerinti, javasolt kapcsolási elrendezésben 1 csővezetéken rezgés- vagy hang- (2 és 3) érzékelő helyezkedik el úgy, hogy az 1 csővezeték 4 várható hibahelyét a 2 és 3 érzékelő közrefogja. ‘ A 2 és 3 érzékelők kimenete 6 és 7 szűrőn keresztül 8 kétbemenetű analóg frekvenciatranszponáló egység 23 és 24 bemenetére kapcsolódik. Az ugyanezen 8 analóg frekvenciatranszponáló egység 25 és 26 kimenetei kétbemenetű 9 célkorrelátor 27 és 28 bemenetére vannak kötve. Az eljárás, és egyúttal az eljárás foganatosítására alkalmas berendezés bemutatására szolgáló kapcsolási elrendezés működése a következő: Az eljárás azon a felismerésen alapul, hogy az érzékelt jel felső határfrekvenciája által meghatározott, szükséges mintavételi frekvenciából adódó időeltolásbeli felbontás nagyságrendekkel meghaladhatja a zajforrás helymeghatározásához szükséges, a jelterjedési sebességtől függő időeltolásbeli felbontást. Mivel a korrelációs függvény becsléséhez szükséges számítások mennyisége ezen aránynál nagyobb mértékben csökken, jelentős számítási egyszerűsítés érhető el a két követelmény összehangolása, azaz az érzékelt jel frekvenciatranszponálása révén. így a 9 célkorrelátor sebességével szembeni igények nagyságrendekkel csökkennek. A frekvenciatranszponálás egy másik nehézséget is áthidal, ami az előzőnél is jelentősebb. Nevezetesen azt, hogy alulról frekvenciakorlátozott jelek kér észtkor relációs függvénye a maximumának környezetében alternálóvá válik, és ezáltal az időkésleltetés meghatározása szempontjából nehezen kiértékelhető lesz. Az üzemi zajok és a háttérzajok viszont általában alacsonyabb frekvenciájúak, így a zavarvédettség érdekében célszerű az alsó frekvenciatartományt a kiértékelés során kiszűrni a jelből, annál is inkább, mivel sok esetben a meghibásodásra jellemző zajok frekvenciában már eleve alulról sávkorlátozottak. A fenti megállapítások a korrelációs függvények következő tulajdonságain alapulnak: Közös forrásból származó zajjellegű jelek keresztkorrelációs függvénye az időeltolás-tartományban impulzusfüggvény jellegű. Az impulzus jellemző szélessége szoros kapcsolatban van a zajjel felső határfrekvenciájával. Hogy az impulzust detektálni lehessen, szükséges, hogy az időeltolásbeli felbontás az impulzus szélességénél kisebb legyen. Ez a követelmény vezet időben mintavételezett jelek feldolgozása esetén ahhoz a feltételhez, hogy a mintavételezési frekvencia a jel felső határfrekvenciájának többszöröse, legalább két-háromszorosa legyen. Az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezés egy további előnyös kivitelénél a 8 analóg frekvenciatranszponáló egységnek 29 további bemenete van. A 29 további bemenet segítségével a korrelációs függvénynek optimuma kereshető mérés közben. A frekvenciatranszponáló egység egy előnyös 3
