Устройство для измерения положения движущихся изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ЮД 5%

РЕСПУБЛИН

09) (И) А

g(g1) С 01 В 7/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3342868/18-28 (22) 25. 09.81 (46) 30. 09.84. Бюл. У 36 (72) А.И. Меркулов, В.А. Денисов, Ю.И.Стеблев и О.О.Сильченко (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени авиационный институт им.акад.С.П.Королева (53) 621. 317. 39: 531. 717 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 756184, кл. G 01 В 7/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

)Ф 896657, кл. G 01 В 7/00, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПОЛОЖЕНИЯ ДВИЖУЩИХСЯ ИЗДЕЛИЙ, содержащее генератор, электромагнитный преобразователь линейных и угловых перемещений, выполненный на Н-образном магнитопроводе с-обмоткой возбуждения, подключенной к генератору и расположенной на перемычке магнитопровода, и тремя встречно включенными измерительными обмотками, каждая из которых расположена на соответствующем боковом стержне магнитопровоi да, канал измерения угловых перемещений, подключенный к паре обмоток, расположенных на боковых стержнях, обращенных в одну сторону, и канал измерения линейных перемещений, подключенный к паре обмоток расположен-! ных на боковых стержнях, обращенных в разные стороны, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения положения торца лопатки турбины относительно обечайки статора путем отстройки от влияния крутильных колебаний лопатки, канал измерения угловых перемещений выполнен в виде последовательно соединен-.

С2 ных усилителя, амплитудно-фазового щ детектора, ключевого элемента и им- . пульсного вольтметра, канал измерений фф линейных перемещений выполнен в,виде С последовательно соединенных усилите-, ля, амплитудно-фазового детектора и Я импульсного вольтметра, а устройство снабжено детектором максимума, включенным между выходом амплитудно-фазо- teak вого детектора канала измерения ли- р Ы нейных перемещений и управляющим вхо- ф дом ключевого элемента.

1116302

Изобретение относится к средствам электромагнитного контроля неэлектрических величин по сигналам, полученным от взаимодействия объектов контроля с электромагнитными. полями, на- 5 пример для контроля радиальных зазоров и перекосов торца лопатки относительно обечайки статора с отстройкой от влияния крутил,ных колебаний лопаток компрессоров газотурбинных двига- 10 телей (ГТД).

Известно устройство с преобразователем линейных и угловых перемещений, у которого две измерительные обмотки расположены на плечах, обращенных в 15 сторону контролируемого изделия, а одна — на одном из противоположных плеч, все измерительные обмотки соединены между собой одноименными концами, а их противоположные концы яв- 20 ляются выходом преобразователя С13.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения положения движущихся иэделий, содержащее генератор, электромагнитный пре- 25 образователь линейных и угловых перемещений, выполненный на Н-образном магнитопроводе с обмоткой возбуждения, подключенной к генератору и рас положенной на перемычке магнитопро- З0 вода, и тремя встречно включенными измерительными обмотками, кащцая из которых расположена на соответствующем боковом стержне магнитопровода, канал измерения угловых перемещений, подключенный к паре обмоток, расположенных на боковых стержнях, обращенных в одну сторону, и канал измерения, линейных перемещений, подключенный к паре обмоток, расположенных на 40 боковых стержнях, обращенных в разные стороны. Каналы измерения выполнены в ниде усилителей L23.

Недостаток указанных устройств заключается в том, что при контроле изделий ограниченной ширины выходной сигнал об угле перекоса торца лопатки относительно обечайки статора зависит от угла закрутки лопатки, что приводит к недопустимому росту погрешнос- 50 тей контроля угла перекоса.

Целью изобретения является повышение точности измерения положения . торца лопатки турбины относительно обечайки статора путем отстройки от 55 влияния крутильных колебаний.

Цель достигается тем, что в устройстве для измерения положения движущихся изделий, содержащем генератор, электромагнитный преобразователь линейных и угловых перемещений, выполненный на Н-образном магнитопроводе с обмоткой возбуждения, подключенной к генератору и расположенной на перемычке магнитопровода, и тремя встречно включенными измерительными обмотками, каждая из которых расположена на соответствующем боковом стержне магнитопровода, канал измерения угловых перемещений, подключенный к паре обмоток, расположенных на боковых стержнях, обращенных в одну сто. рону, и канал измерения линейных перемещений, подключенный к паре обмоток, расположенных на боковых стержнях, обращенных в разные стороны, канал измерения угловых перемещений выполнен в виде последовательно соединенных усилителя, амплитудно-фазового детектора, ключевого элемента и импульсного вольтметра, канал.измерений линейных перемещений выполнен в виде последовательно соединенных усилителя, амплитудно-фазового детектора и импульсного вольтметра, а устройство снабжено детектором максимума, включенным между выходом амплитудно-фазового детектора канала измерения линейных перемещений и управляющим входом ключевого элемента.

На фиг.1 изображены две проекции пространственного положения электромагнитного преобразователя относительно торца одной из лопаток, на фиг.2 — структурная схема предлагаемого устройства.

Генератор 1 высокочастотного напряжения подключен к электромагнитному преобразователю 2 линейных (сигнал

U ) и угловых (сигнал U ) перемещении.торца лопатки 3 относительно обечайки и статора турбины. Толщина З лопатки Э превышает ширину преобразователя.. Канал измерения линейных перемещений аналогичен каналу измерения угловых перемещений. Они состоят из усилителей 4,1 и 4.2, амплитуднофазовых детекторов 5.1 и 5.2, импульсных вольтметров 6.1 и 6,2. Выход детектора 5.1 канала контроля угловых перемещений соединен с детектором максимума, состоящим из последовательно соединенных дифференцирующего блока 7, нуль-органа 8 и схемы 9 совпадения, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемен1116302 та 10, установленного между детектором 5.2 и импульсным вольтметром 6.2 канала контроля угловых перемещений.

Устройство работает следующим образом. 5

В исходном состоянии (4< = IYl9x фиг. 1) преобразователь сбалансирован, 0 =up=-Î .

Прохождение лопатки 3 вдоль оси

q co скоростью U под преобразовате-f0 лем 2 нарушает его балансировку. Так как о y Pq (фиг. 2), то зависимости выпрямленных напряжений .(.}, = 1 (,ф и Ц „ являются одноэкстремальными. Йаксимум напряжения 0g q 15 получается в момент совпадения измерительной оси К (точка ф ) преобразователя с центром торца лопатки, а максимум (j - — при совмещении геометрического центра (точка 6 ) преобразователя с серединой толщины лопатки, когда О =0

В случае Ррщ 1, "- Р 1 > ay - 1д максимум напряжения Щ „дюж определя25 ется только величиной зазора между преобразователем и торцом лопатки, контролируемого по измерительной оси и не зависит от величин Р и что позволяет импульсным вольт- 30 метром 6 контролировать по амплитуде выпрямленного напряжения на выходе детектора 5 ° 1.

Преобразователь 2 выполнен с ко- З5 роткой токовой катушкой для уменьшения расстояния Щ между осью р и его геометрическим центром. Это вызвано тем, что результирующее напряжение г 40

Р1 Р РЯ а Орр быстро увеличивается при нару шенин симметрии в размещении преобразователя над торцом лопатки.

В момент UQ <> на выходе дифференцирующего блока 7 нулевое напряжение, вследствие чего нуль-орган 8 вырабатывает импульс U>, проходящий через схему 9 совпадений, ввиду высокого потенциала ф1 .,.. на втором ее потенциальном входе, и открывающий ключевой элемент 10 для измерения вольтметром 6.2 напряжения Uqg на выходе детектора 5.2. При начальном угловом положении Р н преобразователя 2 и направлении скорости движения лопатки 3, указанном на фиг.1, запаздывание в срабатывании ключевого элемента 10 компенсирует влияние задержки

Щ ыЬ Р щщ

М

1. коррекция Vpq по сигналу Obg позволяет получить сигнал о перекосе торца лопатки относительно обечайки статора с существенным подавлением влияния зазора. Ввиду питания преобразователя высокочастотным напряжением исключается влияние нестабильности удельной электрической проводимости материала лопаток, а также существенно подавляется влияние изменений скорости вращения ротора на сигналы Ugg, ф . Импульсный контроль сигнала ()р в момент Upq 0 значительно снижает погрешности контроля перекосов торцов лопатки, а использование схемы совпадений позволяет повысить надежность работы схемы, так как исключает действие ложных импульсов нуль-органа на ключевую схему при U =0.

1116302

Составитель А.Куликов

Редактор М.Дылын Техред Т.Маточка Корректор M.Èàêñèìèøèíåö

Заказ 6916/32 Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4