Устройство для контроля работы ультрацентрифуги

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ УЛЬТРАЦЕНТРИФУГИ, содержащее измеритель амплитуды вибрации ротора , состоящий из подвижного элемента и порогового датчика, и последовательно соединенные усилитель, микропроцессор и блок управления электродвигателем привода ротора, отличающееся тем, что, с целью повьштения точности, оно оснащено управляемым коммутатором и задатчиком допустимой амплитуды вибрации , при этом измеритель амплитуды вибрации ротора вьтолнен инерционным , установлен на электродвигателе и снабжен дополнительными пороговьми датчиками, каждый из которых отнесен от равновесного положения измерителя .амплитуды на расстояние , соответствующее максимально допустимой амплитуде вибрации ротора, причем пороговые датчики подключены к управляемому коммутатору , выход последнего связан с усилителем, управляющий вход - с (Л микропроцессором, к входу которого подключен задатчик допустимой амплитуды вибрации. ел О) а 4:аь

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) В 04 В 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3510754/28-13 (22) 19 ° 10.82 (46) 23.05.85. Бюл. Ф 19 (72) М.А. Шелковников, Л.Н. Веретенов. Ю.А. Лонский и Ю.А. Лотц (71) Специальное конструкторское бюро биофизической аппаратуры (53) 66.067.57(088.8) (56) 1. Патент CILIA В 3699287, кл. 200/61.-45, 1972.

2. Патент США Ф 4214179, кл. 310-68, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

РАБОТЫ УЛЬТРАЦЕНТРИФУГИ, содержащее измеритель амплитуды вибрации ротора, состоящий из подвижного элемента и порогового датчика, и последовательно соединенные усилитель, микропроцессор и блок управления электродвигателем привода ротора, „„ЯО„„115 740 А о тли чающе е с я тем, что, с целью повыщения точности, оно оснащено управляемым коммутатором и задатчиком допустимой амплитуды вибрации, при этом измеритель амплитуды вибрации ротора выполнен инерционным, установлен на электродви, гателе и снабжен дополнительными . пороговыми датчиками, каждый из которых отнесен от равновесного положения измерителя .амплитуды на расстояние, соответствующее максимально допустимой амплитуде вибрации, ротора, причем пороговые датчики подключены к управляемому коммутатору, выход последнего связан с усилителем, управляющий вход — с микропроцессором, к входу которого подключен задатчик допустимой амплитуды вибрации.

1156740

Изобретение относится к устройствам контроля работы ультрацентрифуг, в частности для обнаружения разбалансировки роторов, используемых в ультрацентрифугах при проведении научно-исследовательских работ в области медицины, биологии, химии, биофизике.

Известно устройство контроля работы ультрацентрифуги, содержащее 16 механическую систему измерения амплитуды вибрации ротора Р13.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции и необходимость приведения его в рабо- 13 чее положение перед каждьм пуском центрифуги.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство 29 контроля работы ультрацентрифуги, сОдержащее измеритель амплитуды виб- рации ротора, состоящий из подвижного элемента и порогового датчика, и последовательно соединенные усили- 2 тель, микропроцессор и блок управления электродвигателем привода ротора. При разбалансировке ротора подвижный элемент измерителя амплитуды, имеющий электрический контакт с кор- « р пусом электродвигателя, отклоняется от вертикального положения,. касается порогового датчика, вызывая ноявление сигнала на выходе усилителя.

Этот сигнал ноступает на микропроцессор, который выдает команду на блок управления на отключение электродвигателя привода ротора P).

Известное устройство имеет рядсущественных конструктивныхкедостатков: наличие в цепи управления защитой от дисбаланса ротора двух механических контактов (струна — кольцо, коль.цо - скользящий контакт), оба контакта при нормальной эксплуатации в течение длительного времени находятся в нерабочем состоянии при постоянном воздействии масляного тумана, применяемого для смазки подшипников, и подвержены влиянию значительного перепада температуры (-15 + 40 С), не обеспечквается контроль работоспособности устройства перед пуском ультрацентрифуги, Я пропадание напряжения в источнике питания приводит к потере чувствительности устройства.

Кроме того, устройство обеспечивает контроль только одного значения амплитуды вибрации, а сама конструкция не позволяет без его разборки изменять величину контролируемой амплитуды вибрации. Известное устройство не может быть использовано в ультрацентрифугах, эксплуатирующихся с тяжелыми и легкими роторами, так как максимально допусО тнмое значение амплитуды колебаний тяжелого ротора отличается от соот-! ветствующего значения для легкого ротора. Необходимость иметь электрический контакт струны с корпусом электродвигателя не позволяет использовать устройство в ультрацентрифугах с электродвигателем, имеющим ротор на гидростатической подвеске, т.е. сужает область его применения.

Целью изобретения является цовыщение точности контроля работы ультрацентрифуги.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля работы ультрацентрифуги, содержащее измеритель амплитуды вибрации ротора, состоящий иэ подвижного элемента и порогового датчика, и последователько соединенные усилитель, микропроцессор и блок управления

1 электродвигателем привода ротора, оснащено управляемым коммутатором и задатчиком допустимой амплитуды вибрации, при этом измеритель амплитуды вибрации выполнен инерцион-ным, установлен на электродвигателе и снабжен дополнительными пороговыми датчиками, каждый из которых отнесен от равновесного положения измерителя амплитуды на расстояние, соответствующее максимально допустимой амппитуде вибрации ротора, причем пороговые датчики подключены к управляемому коммутатору, выход последнего связан с усилителем, а управляющий вход — с микропроцессором, к входу которого подключен задатчик допустимой амплитуды вибрации е

На фиг. 1 приведена схема устройства для контроля работы ультрацентрифуги; на фиг. 2 — конструктивный вариант измерителя амплитуды вибрации.

Устройство для контроля работы ультрацентрифуги содержит электроt 156740

Перед пуском ультрацентрифуги опе35 ратор с эадатчика 11 вводит в микропроцессор 10 данные о типе установленного ротора 2 ° В соответствии с этой информацией микропроцессор 10

40 выдает команду на управляющий вход коммутатора 8 для подключения порогового датчика, соответствующего типу установленного ротора 2, а на блок 12 управления — разрешение на

45 включение электродвигателя 1. При разгоне электродвигателя 1 иа частоте вращения, равной первой собственной частоте ротора 2, возникают резонансные колебания, которые через ротор электродвигателя передаются на его корпус. Это в свою очередь приводит к вынужденным колебаниям подвижного элемента 4 измерителя 3 днигатель 1 привода ротора 2. На корпусе электродвигателя установлен измеритель 3 амплитуды вибрации, состоящий из. подвижного элемента

4 и пороговых датчиков 5-7, каждый из которых соединен с соотнетстнующим входом управляемого коммутатора 8. Выход коммутатора подключен к входу усилителя 9, выход которого соединен с одним входом микропроцессора 10, а другой его вход подключен к задатчику 11 допустимой амплитуды вибрации. Один выход микропроцессора подсоединен к управляющему входу коммутатора, а другой— к блоку 12 управления, связанного с электродвигателем.

Подвижный элемент 3 выполнен в виде шарика (фиг. 2), помещенного на направляющую канавку 13, на внутренней стороне полукольца 14. Диаметр шарика и радиус полукольца рассчитаны из условия равенства собственной частоты колебаний шарика и первой собственной частоты колебаний ротора. Каждый пороговый датчик выполнен в виде оптронной пары, расположенной симметрично относительно канавки 13, и установлен в точках, соответствующих максималь-но допустимым амплитудам колебаний ротора.

Устройство работает следующим образом. амплитуды вибрации, установленного на корпусе электродвигателя 1. Липлитуда колебаний подвижного элемента 4 обратно пропорциональна массе установленного ротора 2.

При разбалансировке ротора 2 выше допустимой для данного типа ротора амплитуда колебаний подвижного элемента 4 будет такова, что он

10 достигнет соответствующего порогового датчика (например .6), подключенного к коммутатору 8, и вызовет появление сигнала на входе коммутатора. С выхода коммутатора 8 сигнал поступает на усилитель 9, формирующий его но амплитуде и длительности.

С выхода усилителя 9 сигнал поступает на вход микропроцессора IО. По этому сигналу микропроцессор 10 выщ дает на блок 12 управления команду на отключения электродвигателя 1.

Поскольку ротор 2, вращающййся на тонкой струне, представляет собой упругую гироскопическую систему, критические частоты его вращения н основном определяются упругими свойствами и геометрией подвески.

Это позволяет использовать один (на одну собственную частоту) подвижный элемент 4 для различных по массе роторов.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает более точный контроль работы ультрацентрифуги, работающей со сменными роторами, имеющими значительное отличие по массе и кроме того, проще в . изготовлении и обслуживании.

Отсутствие требования заземления ротора 2 электродвигателя 1 также расширяет область применения устройства, так как гидростатическое, магнитное или пневматическое вывешивание роторон находит все более широкое применение в современном ультрацентрифугостроенни.

Кроме того, применение предла— гаемого устройства позволит увеличить безопасность работы на ультрацентрифугах, избежать потерь дорогостоящих препаратов, увеличить срок службы наиболее дорогостоящих узлов ультрацентрифугн — электропривода и ротора.

Составитель М. Шелковников

Редактор В. Иванова Техред С.Легеза- Корректор С. Шекмар

Заказ 3227/7 Тирам 543 Подписное

ВНИИИИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открмтий

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

Филиал ППП "Патент", г. Уигород, ул. Проектная, 4