Тахометрический измеритель скорости движения воздуха

 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для автоматического дистанционного контроля направления, скорости движения и расхода воздуха в горных выработках шахт, в том числе опасных по газу и пыли. Цель изобретения - обеспечение контроля направления движения воздуха и расширение области применения измерителя. Для этого измеритель содержит блок 1 питания, крыльчатку 2, армированную по торцам лопастей пластинами из магнитомягкого материала, посi (Л ьо о о О5 тяЛ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) TAXOMETPH×EÑÊHÉ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА (57) Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для автоматического дистанционного контроля направления, скорости движения и расхода воздуха в горных выработках шахт, в том числе опасных по газу и пыли. Цель изобретения — обеспечение контроля направления движения воздуха и расширение области применения и-измерителя.

Для этого измеритель содержит блок

1 питания, крыльчатку 2, армированную по торцам лопастей пластинами из магнитомягкого материала, поссисис. f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3794245/24-10 (22) 20.07.84 (46) 07.02,86. Бюл. У 5 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Артема и Днепропетровский завод шахтной автоматики (72) В.А.Бойко, В.Е.Фрундин, В.И.Голинько, И.И.Кочиш, Л.И.Корогод, В.С.Ткаченко, В.П.Ребров, А.Я.Некрасовский, И.В.Брик и Л.Г.Овсейко (53) 531.767(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М -514199, кл. С 01 F 1/05, 1975.

Патент США Ф 3.455. 162, кл. G 01 F 1/04, 1969., SU 12100 1 А (51) 4 С 01 F 1/075 G 01 P 13/00

1210061 тоянный магнит 3, усилитель 5, формирователь 6 стабильных по амплитуде импульсов. При вращении крыльчат— ки ее лопасти проходят над катушкой

4 с постоянным магнитом 3, установленным так, что его ось намагниченности перпендикулярна оси катушки и торцам лопастей. Так как расстояние между лопастями больше, чем поперечные размеры магнита, то скорость изменения магнитного потока при подходе торца лопасти к магниту

Изобретение относится к приборостроению, в частности к тахометрическим анемометрам, и может быть использовано для автоматического дистанционного контроля направления, скорости движения и расхода воздуха в горных выработках шахт, в том числе опасных по газу или пыли.

Целью изобретения является обеспечение контроля направления движения воздуха и расширение области применения измерителя.

Ita фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема тахометрического измерителя скорости движения воздуха, на фиг. 2 — кривые изменения магнитного потока в катушке индуктивности и форма сигналов

e(t) и u(t) в характерных точках схемы А и В соответственно при нормальном режиме проветривания и при реверсировании воздушной струи.

Измеритель содержит блок 1 питания, устанавливаемый совместно со схемой преобразования импульсов на поверхности в аппаратной диспетчерской шахты, крыльчатку 2, армированную по торцам лопастей пластинами из магнитомягкого материала, стержневой постоянной магнит 3, имеющий поперечное поле, с катушкой 4 индуктивности, логарифмический усилитель

5, формирователь 6 с.табильных по амплитуде импульсов, дифференцирующую цепочку 7, интегратор 8, модулятор 9 тока в линии связи, показывающий прибор 1О, параметрический стабилизатор 11, линию 12 связи и при выходе из его поля мЕньше, чем при проходе над магнитом. В катушке. 4 наводится ЗДСрна выходе блока 5 появляются асимметричные по длительности импульсы. Частота следования полученных импульсов пропорциональна частоте вращения крыльчатки и несет информацию о скорости движения воздуха„ а скважность импульсов несет информацию о направленности воздушного потока.

? ил, (не показана), усилитель-ограничитель

13, интегрирующую цепочку 14, индикаторы 15 направления воздушного потока, формирователь 16 импульсов

5 стабильной вольт-секундной площади, интегратор 17 и регистрирующий прибор 18.

Блок 1 питания состоит из силового трансформатора 19 с двумя вторичными обмотками 20 и 21, выпрями ельных мостов 22 и 23, элементов

24 и 25 искрозащиты и двухполярного стабилизатора 26 напряжения. Резистор 24 и диоды-стабилитроны 25

15 обеспечивают искробезопасность выходного напряжения с обмотки 20, служащего для питания схемы преобразования скорости движения воздуха в электрические импульсы, напряжение

2Î обмотки 21 после выпрямления и стабилизации используется для питания схемы преобразования импульсов в токовой Сигнал, Измеритель работает следующим

2( образом, При вращении крыльчатки (для случая нормального направления потока) ее армированные лопасти проходят над катушкой 4 с постоянным магнитом 3, установленным таким образом, что его ось намагниченности перпендикулярна оси катушки и торцам лопастей крыльчатки. При этом магнитный поток, пересекающий нитки катушки 4, изме35 няется по кривой g (фиг. 2), Так как расстояние между лопастями значительно больше, чем поперечные размеры магнита 3, то скорость из121006!

25

50 менения магнитного потока при подходе торца лопасти к магниту и при выходе из его поля меньше, чем при проходе торца лопасти над магнитом. В катушке 4 индуктивности наводится ЭДС. Форма импульсов, возникающих в катушке 4 (точка А, фиг. 1), представлена кривой 6 (фиг. 2). На выходе логарифмического усилителя 5 появляются асимметричные по длительности импульсы (кривая 3, фиг. 2) .

При реверсировании воздушной струи изменение магнитного потока в катушке и импульсы в характерных точках имеют обратную форму (кривые и е, фиг. 2).

Частота следования полученных импуль"ов пропорциональна частоте вращения крыпьчатки и несет информацию о скорости движения воздуха, а скважность импульсов несет информацию о направлении воздушного потока.

Сигнал с логарифмического усилителя поступает на формирователь б стабильных по амплитуде импульсов (триггер Шмитта). Импульсы с триггера Шмитта управляют работой модулятора 9 тока в линии связи, причем глубину модуляции можно изменять за счет величины сопротивления резистора 27. Дифференцирующая цепочка 7 преобразует импульсы с формирователя 6 в импульсы стабильной вольт-секундной площади,, которые поступают на интегратор 8, выходной сигнал которого пропорционален скорости потока. Нагрузкой интегратора является показывающий прибор

10, Резисторы 28 и 29 предназначены для градуировки показывающего прибора 10 по скорости и расходу воздушного потока соответственно.

Выделение импульсов на поверхности осуществляется с резистора

30 через разделительные конденсаторы 31. Усиленные блоком 13 импульсы подаются на интегрирующую цепочку

14 и на формирователь 16. Полярность напряжения, выделяемого на конденсаторе интегрирующей цепочки 4, зависит от направления движения воздушного потока. При нормальном направлении воздушного потока открывается транзистор 32 и зажигается индикатор 33 направления (светддиод зеленого свечения). При изменении

1 направления воздушного потока открывается транзистор 34 и зажигается светодиод 35 красного свечения.

Преобразователь 16 (ждущий мультивибратор) вырабатывает импульсы, стабильные по амплитуде и длительности, частота следования которых несет информацию о скорости движения воздуха. Преобразование их в унифицированный токовый сигнал осуществляется блоком 17. С помощью резисторов 36 и 37 осуществляется градуировка регистрирующего прибора 18 по скорости и расходу воздуха в горной выработке.

Блок 17 выполнен в виде интегратора на микросхеме 38 и усилителя тока на транзисторе 39. Кнопка 40 позволяет изменять постоянную времени интегратора, что облегчает градуировку измерителя.

Формула изобретения

1. Тахометрический измеритель скорости движения воздуха, содержащий крыльчатку, лопасти которой снабжены магнитомягкими вставками, индукционный преобразователь, выполненный в виде катушки с постоянным магнитом, подключенной к последовательно соединенным усилителю, формирователю импульсов, интегра— тору, модулятору тока в линии связи, регистратору, и блок питания, отличающийся тем, что, с целью обеспечения контроля направления движения воздуха и расширения области применения, постоянный магнит ориентирован своей осью намагниченности перпендикулярно оси катушки индукционного датчика вдоль траектории движения магнитомягких вставок лопастей крыльчатки, при этом усилитель выполнен логарифмическим.

2. Измеритель по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что поперечный размер постоянного магнита по оси намагниченности составляет менее половины шага лопастей крыльчатки.

1210061

Составитель Ю.Мручко

Редактор О.Юрковецкая Техред А.Бабинец Корректор Е,Сирохман

Зака з 510/51

Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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