Устройство для измерения скорости вращения вала

 

Использование измерение скорости вращения валов роторных машин Сущность изобретения устройство содержит два разрядника (1 и 2), две высоковольтные катушки (4 и 5), два управляемых ключа (6 и 7), источник питания (8), два фотоприемника

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 Р 3/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4642617/10 (22) 22.12.88 (46) 23.06.92, Бюл,N 23

19 (71) Самарский институт инженеров железнодоро>кного транспорта им. М.Т,Елизарова (72) Д.Я.Носырев (53) 531,767 (088.8) (56) Патент ФРГ

N.1523246,,кл. G 01 Р 3/36, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N 1019337, кл, G 01 P 3/36. 1981.,,5U„„1742728 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА (57) Использование: измерение скорости вращения валов роторных машин. Сущность изобретения; устройство содержит два разрядника (1 и 2), две высоковольтные катушки (4 и 5), два управляемых ключа (6 и

7), источник питания (8), два фотоприемника (9 и 10), двухканальный усилитель (11), регистратор (12). два компаратора (13 и 15), триггер (14) и два нормально разомкнутых контакта (16 и 17). 1-4-6-14-15-11, 2-5-7-1413-11, 10-11-12, 9-1 1, 4-8. 6-17-6. 7-18-7. 1 ил.

1 (42728

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения скорости вращения вала гидравлических, электрических и других роторных машин.

Известно устройство для измерения скорости вращения вала, содержащее закрепленный на валу модулятор с отверстиями, источник излучения и два фотоприемника, подключенные к дифференциальному усилителю, инвертирующий и неинвертирующий выходы которого соединены с регистратором, причем один из фотоприеников установлен напротив источника излучения, а другой — напротив перемычки между отверстиями модулятора.

Недостатками известного устройства являются низкая надежность и помехозащищенность, а также необходимость устанавливать на вал модулятор с отверстиями.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения скорости вращения вала, содержащее закрепленный на валу модулятор с отверстиями, два источника излучения. установленные напротив фотоприемников. которые подключены к дифференциальному двухканальному усилителю. инвертирующий и неинвертирующий выходы которого соединены с регистратором и двумя управляемыми генераторами тока. причем инвертирующий выход дифференциального усилителя подключен к управляемому входу первого генератора. выход которого соединен с вторым источником излучения, а неинвертирующий — к управляемому входу второго генератора тока. подключенного выходом к первому источнику тока.

Известное устройство характеризуется недостаточной достоверностью и надежностью в условиях работы транспортных средств. Недостатком являются также ограниченные эксплуатационные возможности, так как перед измерением скорости вращения вала необходимо остановить машину. закрепить на валу ее модулятор с отверстиями, Цель изобретения — расширение эксплуатационныхых возможностей.

Поставленная цель достигается тем. что в устройство для измерения скорости вращения вала, содержащее два фотоприемника, подключенные к двухканальному усилителю, регистратор и два генератора, причем выходы усилителя подключены к входам регистратора, введены два компаратора, RS-триггер и два разрядника. причем разрядники и фотоприемники расположены в одной плоскости, оси разрядников и опти5

55 ческие оси фотоприемников ориентированы в радиальных направлениях относительно общего центра, разрядники установлены под углом с1 друг к другу, равным углу между фотоприемниками, которые смещены относительно разрядников на угол а2, генераторы выполнены в виде управляемых импульсных источников высокого напряжения и подключены к разрядникам, выходы усилителя через компараторы подключены к соответствующим входам RS-триггера, выходы которого подключены к управляющим входам импульсных источников высокого напряжения, причем углы (l1 и (l2 соответственно равны

1 360 1 360 (К+ — ) и (Р— — ) — — --, 2 и 2 п где К, P u n — целые числа, удовлетворяющие неравенству n > К о Р.

На чертеже приведена схема устройства для измерения скорости вращения вала.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 разрядники. расположенные в непосредственной близости от вращающегося вала 3. генераторы, содержащие высоковольтные катушки 4 и 5, упрэвпяемые ключи 6 и 7 и источник 8 питания. Разрядники 1 и 2 и высоковольтные катушки 4 и 5 соединены с источником 8 питания через управляемые ключи 6 и 7 и установлены под углом (.1

1 360

=(К+ ), где К и n — целые числа, 2 и причем К < n. По направлению вращения вала (указано стрелкой) со сдвигом на угол

1 360 аг =- (Р— ) -, где Р— целое число, li причем Р < К. установлены первый 9 и второй 10 фотоприемники. подключенные к двухканальному усилителю 11. первый и второй выходы которого соединены с регист ратором 12.

Кроме того. первый выход двухканального усилителя 11 подключен через первый компаратор 13 к S-входу триггера 14, инверсный выход которого соединен с ключом 7, а второй выход двухканального усилителя подключен через второй компаратор 15 к

R-входу триггера l4, основной выход которого соединен с ключом 6. Для включения устройства в работу установлены нормально разомкнутые контакты 16 и 17 параллельно управляемым ключам b и 7, Для обеспечения устойчивой работы устройства вал 3 машины соединен пластиной 18 с общим заземленным проводом устройства.

Тепловые метки 19 сформированы на поверхности вала 3.

Устройство работает следующим обрезом.

1742728

При вращении вала 3 по часовой стрелке (указано на схеме) включают источник 8 питания. Пусть в исходном состоянии триггер 14 находится в основном устойчивом состоянии, что соответствует наличию сигнала "1" на основном выходе триггера и отсутствию сигнала "0" на инверсном выходе. При этом управляемый ключ б находится в открытом состоянии, а управляемый ключ

7 — в закрытом состоянии. Ток от источника

8 питания проходит через открытый ключ 6 и первую высоковольтную катушку 4, B электромагнитном поле катушки 4 накапливается энергия. Высоковольтная катушка 5 в это время обесточена. Замыкают нормально разомкнутые контакты 16 и 17, и ток от источника 8 питания проходит через высоковольтную катушку 5, в электромагнитном поле которой также накапливается энергия.

Катушки 4 и 5 готовы к работе.

Размыкают контакты 16 и 17. При этом в работе катушки 4 не происходит изменений, так как ключ б остается в открытом состоянии, а цепь питания катушки 5 разрывается и на выводах высоковольтной катушки 5 возникает ЭДС самоиндукции высокого напряжения, которое пробивает разрядный промежуток между разрядником 2 и валом

3, так как цепь высоковольтной катушки 5 замыкается через разрядный промежуток и пластину 18 на общий заземленный провод устройства, В результате проскакивания искры на валу 3 возникает первая тепловая метка 19.

При повороте вала 3 на угол аг = (P1 ЗСО" — ) (на схеме и = б. P == 1) тепловая

2 и метка 19 располагается напротив фотоприемника 10. Фотоприемник 10 воспринимает излучение тепловой метки 19, Сигнал от фотоприемника 10 поступает на второй вход двухканального усилителя 11 и усиливается.

С второго выхода усилителя 11 сигнал через компаратор 15 поступает на R-вход триггера

14. Триггер 14 переходит в устойчивое состояние, при котором сигнал на основном выходе будет отсутствовать ("0"). а на ин версном выходе появится сигнал "1". В результате ключ б закрывается. а ключ 7 открывается.

При закрытии ключа 6 цепь питания высоковольтной катушки 4 разрывается и на за>кимах этой катушки возникает ЭДС самоиндукции высокого напряжения, которое пробивает разрядный проме>куток между первым разрядником 1 и валом 3. так как щель высоковольтной катушки замыкается через разрядный промежуток и пластину 18 на общий заземленныи провод устройства.

В результате проскока искры на валу 3 возникает следующая вторая тепловая метка

19, расположенная от первой под углом

<1 + 2

5 При повороте вала 3 на угол а2 = (P1 360

- — ) вторая тепловая метка распо2 и лагается напротив фотоприемника 9. Фстоприемник 9 воспринимает излучение тепловой метки 19, сигнал от фотоприемника 9 поступает на первый вход усилителя 11 и усиливается. С первого выхода усилителя

11 сигнал через компаратор 13 поступает на

S-вход триггера 14. При этом триггер 14 переходит в устойчивое состояние, при котором появится сигнал "1" на основном выходе, а на инверсном выходе сигнал исчезает ("0"). В результате ключ 7 закрывается, а ключ 6 открывается. Между разрядником 2 и валом 3 проскакивает искра и появляется тепловая метка 19, сдвинутая относительно первои метки на угол и1 — и, При дальнейшем вращении вала 3 процесс нанесения тепловых меток 19 продол>кается, пока не будут нанесены все и меток, а в процессе работы устройства происходит

"восстановление" тепловых меток перед каждым расположением их напротив соответствующего фотоприемника 7.

Для измерения скорости вращения вала

3 сигналы с первого и второго выходов дсухканального усилителя 11 поступают í". вход регистратора ",2, с которого осушест ;, яе-.я сьем информации

Формула изобретени;, ус; оойство для измерения скорое>и вращения вала, содержащее два фото-риемника. подключенные к двухканаль - ому усилителю, регистратор и два генератора причем выходы усилителя подключены к входам регистратора, о т л и < а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатациoHHbIx возможностей, в устройство введены два компаратора, RS-триггер и два разряд45 ника. причем разрядники и фотоприемники расположены в одной плоскости. оси разрядников и оптические оси фотоприемникс:.; ориентированы в радиальных направлениях относительно общего центра. разрядники установлены под углом и1 друг к другу, равным углу между фотоприемниками. которые смещены относительно разрядников на угол ар. генераторы выполнены в виде управляемых импульсных источников высокого напряжения и подключены к разрядникам. выходы усилителя через компараторы подключены к соответствующим входам RSтриггера. выходы ко1орого подключены к управляющим входам импульсных источни1742728

15

25

35

Составитель В. Иванников

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Т, Палий

Редактор В. Петраш

Заказ 2281 Тираж 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 ков высокого напряжения. причем углы с и

1 Зб0 а соответственно равны (К+ -- )- - и

2 и (Р - — ), где К. Р и n — целые числа, 1 360

2 и удовлетворяющие неравенству n» P.