Радиометрический измеритель крутящего момента

 

Изобретение относится к технике измерения крутящего момента и может быть использовано в системах диагностирования и аварийной защиты силовых установок. Цель изобретения - повышение точности, надежности и увеличение диапазона измеряемых величин. На валу 3 размещены два радиоактивных источника 1 и 2 мононаправленного излучения, обладающих различной интенсивностью , а детектор 4 расположен вне вала на основании. Измерение крутящего момента осуществляется по относительному смещению источников 1 и 2 излучения вдоль окружного направления при увеличении нагрузки на валу, что фиксируется блоком регистрации сигнала с детектора 4, включающим пороговый элемент 5, аналого-цифровой преобразователь 6 и вычислительное устройство (счетно-решающий прибор) 7. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) (sl)s G 01 1 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Ql (Q0

О (21) 4647561/10 (22) 08.02,89 (46) 07.06,91, Бюл, М 21 (72) А.Б.Ломакин и В.А.Рыбкин (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 136085, кл, 6 01 1 5/00, 1961. (54) РАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА (57) Изобретение относится к технике измерения крутящего момента и может быть использовано в системах диагностирования и аварийной защиты силовых установок. Цель изобретения — повышение точности, надежности и увеличение диапазона измеряемых величин. На валу 3 размещены два радиоактивных источника 1 и 2 мононаправленного излучения, обладающих различной интенсивностью, а детектор 4 расположен вне вала на основании, Измерение крутящего момента осуществляется по относительному смещению источников 1 и 2 излучения вдоль окружного направления при увеличении нагрузки на валу, что фиксируется блоком регистрации сигнала с детектора 4, включающим пороговый элемент 5, аналого-цифровой преобразователь 6 и вычислительное устройство (счетно-решающий прибор) 7. 1 ил.

1654689

Изобретение относится к технике измерения крутящего момента и может быть исПользовано 8 системах диагностирования и аварийной защиты силовых установок.

Цель изобретения — повышение точности, надежности и увеличение диапазона

Измерения, На чертеже изображен радиометричеСкий измеритель крутящего момента.

Радиометрический измеритель крутящего момента состоит из двух радиоактивных источников 1 и 2 мононаправленного излучения, размещенных на валу 3 на расстоянии один от другого в плоскости продольного сечения вала, детектора 4 излучения, расположенного вне вала на основании и связанного напрямую через пороговый элемент 5 с первым и вторым входами аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 6, выходы которого соединены с соответствующими входами вычислительного устройства — счетно-решающего прибора 7 (СРП).

Радиоактивные источники 1 и 2 мононаправленного излучения обладают различной интенсивностью и сфокусированы в одной точке на чувствительной поверхности детектора 4. Последний при попадании на

его чувствительную поверхность ионизирующих лучей формирует на выходе сигнал, величина которого А пропорциональна интенсивности излучения, а длительность— времени прохождения лучей по чувствительной поверхности детектора 4. Пороговый элемент 5 предназначен для формирования на выходе сигнала, если величина сигнала на входе превышает заданный уровень Аз д, который выбирается исходя из условия

А1> А.д > А2. где А1 и А2 — величины сигналов на выходе детектора 4, соответствующие интенсивности принимаемого излучения от радиоактивных источников 1 и 2 мононаправленного излучения соответственно, Радиометрический измеритель крутящего момента работает следующим образом.

При вращении вала 3 на выходе детектора 4 формируется сигнал длительностью тд и величиной А. Сигнал А поступает на первый вход АЦП 6 и на пороговый элемент

5, с выхода которого (при выполнении условия А>А д) поступает сигнал длительностью toe на второй вход АЦП 6. В АЦП 6

СИГНаЛЫ ДЛИтЕЛЬНОСтЬЮ 1д И Соб ПРЕОбРаэУются в соответствующее количество имПУЛЬСОВ Мд И йоб, КОТОРЫЕ ПОСтУПаЮт На входы СРП 7, где реализуется алгоритм вычисления величины крутящего момента (2) 2лй tofj где 1д — дуга описанной точкой фокусировки источников окружности, лежащая в пределах чувствительности поверхности детектора 4.

С учетом приведенных зависимостей величина крутящего момента может быть вычислена по формуле Мд %6 (1)

1 1об где k — постоянный коэффициент.

При отсутствии на валу нагрузки источ5 ники 1 и 2 излучения находятся на одной линии и лучи от них приходят на чувствительную поверхность детектора 4 одновременно. Детектор 4 принимает излучение, интенсивность которого складывается из

10 интенсивностей источников 1 и 2, и выдает сигнал А = А1 + A2. Ввиду выполнения в пороговом элементе 5 условия А > Аз д сигналы на первый и второй входы АЦП 6 поступают одновременно и значения величин

1д и tîá (а следовательно, йд и Боб) бУдУт равны. В СРП 7 вычисляется величина крутящего момента м - =о

Иоб

При увеличении крутящего момента происходит закручивание вала, Угол закручивания на базовом участке определяется соотношением

116

25 1 = 1 Мк (3)

Р где G — модуль упругости материала вала;

1р — полярный момент инерции.

Источники 1 и 2 излучения при этом смещаются один относительно другого в окружном направлении, что вызывает смещение точек их фокусировки вдоль окружности, которую они описывают, на величину

1 = 2 К Я 2 В 1 (4)

35 где  — радиус окружности, описываемой точками фокусировки источников излучения.

Такое смещение приводит к тому, что в течение промежутка Ж условие А> Аз д в

4О пороговом элементе 5 не выполняется (так как A2 > Азад), а общее время излучения чувствительной поверхности детектора 4 увеличивается на эту величину ht, причем

45 =ля и

I (5) где n — частота вращения вала.

Величина Л t определяется разностью тд — тоб, а значение h может быть полУчено как

1654689 тД вЂ” 1об !Д 6 !р

Мк = тоб б или, обозначая k 46

R he (7) Составитель Т,Ишкова

Редактор О.Юрковецкий Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 1946 Тираж 354 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тд 1оо, Мк k. (8) тоб

С учетом того, что величины тд и тоб представляются в СРП 7 в виде соответствуЮЩИХ ВЕЛИЧИН Мд И Йоб, ПРОЦЕСС ВЫЧИСЛЕния крутящего момента в СРП 7 реализуется по формуле (1).

Формула изобретения

Радиометрический измеритель крутящего момента, содержащий основание, расположенный на валу радиоактивный источник мононаправленного излучения, детектор излучения и блок регистрации, о тличающийся тем,что,сцельюповышения точности, надежности и увеличения диапазона измерения, в него введены второй радиоактивный источник мононаправленного излучения, размещенный на валу, порого5 вый элемент, аналого-цифровой преобразователь и вычислительное устройстов, при этом радиоактивные источники мононаправленного излучения обладают различной интенсивностью и установлены в

10 одной плоскости продольного сечения вала, а детектор излучения расположен на основании, причем выход детектора связан напрямую с первым входом аналого-цифрового преобразователя и с вторым входом аналого15 цифрового преобразователя через пороговый элемент, а оба выхода аналого-цифрового преобразователя подключены к вычислительному устройству,