Устройство для контроля скорости вращения

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ, содержащее связанный с контролируемым валом цилиндрический постоянный магнит с радиальной HajMarHH4eHHocTbro, установленный внутри токопроводящего стакана , концёнтрично которому установлен снаружи тороидальный серцечник с измерительной обмоткой, подключенной к измерительной схеме, отличающееся тем, что,, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона контролируемых скоростей, онр снабжено ферромагнитными пластинами , размаценными на торцовых частях стакана, и неферромагнитг нымк проводниками, размещенными на внутренней цилиндрической поверхности стакана по его образующим . 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что одна из ферромагнитных пластин присоединена к торцовой поверхности стакана с помоцью упругого элемента.

ае (11) COOS СОВЕТСКИХ

СО» Н

РЕСПУБЛИК

M5D G 0l P 3 46 (i

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

9 7 1Ó

Фиь. f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

:(21) 34 38255/18- 10 (22) 17.05 ° 82 (46) - 30. 12. 83. Бюл. Р 48 (72) A.È.Þð÷åíêo, В.П.Гуменчук и В.М.Федосеев (53) 531.767 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р,387328, кл . Cj 05 В 7/30, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9 705172, кл. g 01 Р 3/46, 1976 (прототип) . (54) (57) 1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ, содержащее свя занный с контролируемым валом цилиндрический постоянный магнит с радиальной намагниченностью, установленный внутри токопровсдящего стакана, концентрично которому установлен снаружи тороидальный сердечник с из- . мерительной обмоткой, псдключенной к измерительной схеме, о т л и ч а —. ю щ е е с я тем, что,, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона контролируемых скоростей, онр снабжено ферромагнитныаи пластинами, размещенными на торцовых частях стакана, и неферромагнит» ными провсдниками, размещенньвии на внутренней цилиндрической поверхности стакана по его образующим.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что одна из ферромагнитных пластин присоединена к торцовой поверхности стакана . Е с помсщью упругого элемента.

1064199

Изобретение относится к технике контроля и регулирования и может быть использовано для контроля скорости вращения объектов, находя щихся в замкнутом объеме с агрессивной средой или под давлением. 5

Известно устройство для измерения угловых скоростей, содержащее ротор в виде постоянного магнита с радиальной намагниченностью и тороидальный магнитопровод с измеритель- 10 ной обмоткой (1)

Однако это устройство невозможно испольэовать для контроля скорости объектов, находящихся в замкнутом объеме с агрессивной жидкостью или 15 под давлением.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является датчик скорости вращения, содержащий связанный.с контролируемым валом цилиндрический цостоянный магнит с радиальной намагниченностью, установленный внутри токопроводящего стакана, концентрично которому установлен снаружи тороицальный сердечник с измерительной обмоткой, подключенной к измерительной схеме (2) .

Однако в данном устройстве чувствительность недостаточна, а диапазон контролируемых скоростей ограничен.

Недостаточная чувствительность данного устройства объясняется тем, что по мере увеличения скорости

35 вращения и вихревых токов, часть магнитного йотока постоянного маг нита. начинает замыкаться в полости стакана, скользя вдоль стенки его цилиндрической части. Чем больше. скорость вращения, тем больше зта 40 часть магнитного потока и наступает момент, когда из-эа большой плотности магнитных силовых линий в полости стакана часть из них пробивается через экран, создаваемый вихре- 45 выми токами, и замыкается по тороидаль ному сердечнику. Кроме того, с увеличением скорости должен бы непрерывно увеличиваться магнитный поток, создаваемый вихревым током, а значит,50 уменьшаться первоначальный магнитный поток, соэдакщий этот самый вихревой ток. Но на самом деле с увеличением скорости рост вихревого тока замедляется, так как уменьшается магнитный поток его создакщий, Также на это замедление сказывается нагрев стакана и поверхностный эффект. Эти же причины сказываются и на уменьшение диапазона контролируемых с помсщью известного устройства .скоростей, особенно на верхний предел °

Цель изобретения - увеличение чувствительности устройства и расшире- 65 ние диапазона контролируемых скоростей.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее связанный с контролируемым валом цилиндрический постоянный магнит с радиальной намагниченностью, установленный внутри токопроводящего стакана, концентрично которому установлен тороидальный сердечник с измерительной обмоткой, подключенной к измерительной схеме, снабжено ферромагнитными пластинами, размещенными на торцовых частях стакана, и нефер;ромагнитными проводниками, размещенными на внутренней цилиндрической поверхности стакана по его образующим . Причем одна из ферромагнитных:. пластин присоединена к торцовой поверхности стакана с помсщью упругого элемента.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1.

Устройство состоит иэ радиально намагниченного постоянного магнита 1, связанного жестко с контролируемым валом 2 и установленного внутри токопроводящего стакана 3, снаружи которого расположен измерительный элемент, состоящий иэ тороидального сердечника 4 и обмотки 5, включенной в одно из плеч моста б, ферро- магнитных пластин 7 и 8, размещенных в полости 9 стакана 3 с его торцовых частей, и неферромагнитных токопроводящих пластин 10, размещенных в радиальном направлении в зазоре 11 между постоянным магнитом 1 и цилиндрической частью 12 стакана 3.

Дно 13 стакана 3 с прикрепленной к нему ферромагнитной пластиной 7 выполнено с воэможностью перемещения в осевом направлении, для чего оно прикреплено к сильфону 14.

Ферромагнитные пластины 7 и 8 выполнены цилиндрической формы. Пластины 10 могут быть прикреплены к внутренней стенке цилиндрической части 12 стакана 3 или к пластине 8, Питание датчика осуществляется через дополнительную обмотку 15 (регулируемый дроссель для установки нуля) от вторичных обмоток 16 и 17 трансформатора 18 питания. !

Работает устройство следунщим образом.

Если вал 2 не вращается, тороидальный -сердечник 4 подмагничен полем постоянного магнита 1, при этом индуктивность обмотки 5 мала, а мост находится в сбалансированном состоянии и на выходе его выходное напряжение равно нулю. В это время незначительная часть магнитного потока постоянного магниты 1 замыкается

10б4 199!

Фи@.g.

ВНИИПИ Заказ 10515/46 Тираж 873 Подписное филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 и через ферромагнитные пластины 7 и 8 при вращении постоянного магнита 1 в токопровсщящем стакане 3 наводятся вихревые токи, которые создают свой магнитный поток, направленный встречно магнитному потоку постоянного магнита 1, и, следовательно, снижакщие суммарный магнитный поток и падмагничивание тороидального сердечника 4 измерительного элемента. Это привсдит к увеличе- 10 нию индуктивности обмотки 5.

Токопровсдящий стакан 3 в данном случае действует как экран для магнитного потока постоянного магнита 1, по мере увеличения скорости 15 вращения контролируемого вала 2 все большая часть магнитного потока постоянного магнита 1 не пропускается экраном (токопроводящим стаканом 3) для замыкания по тороидальному сер- 7п дечнику 4. При увеличении. экранирующего действия тока проводящего стакана 3 все большая часть его магнитного потока должна бы замыкаться в полости 9 стакана 3, скользя вдоль стенки цилиндрической части 12 стакана 3. Но так как. теперь с торцовых частей стакана 3 размещены ферромагнитные пластины 7 и 8, то по мере увеличения плотности магнитных силовых линий в полости 9 стакана 3 часть из них будет ответвляться в ферромагнитные пластины 7 и 8. Этому будет способствовать и наличие в зазоре 11 неферромагнитных токопроводящих пластин 10, которые расположены перпендикулярно магнитньм силовым линиям, замыкающимся в по.лости 9 стакана 3. Вихревые токи, наводящиеся в них, будут способствовать еще большей части магнитного потока постоянного магнита 1 замыкаться через ферромагнитные пласти ны 7 и 8. Этому будет способствовать и подвижность дна 13 с прикрепленной к ней ферромагнитной пластиной 7, по мере увеличения числа магнитных силовых линий, замыкакщихся через нее, увеличивается ее притяжение к постоянному магниту 1, уменьшаетсях зазор между пластиной 7 и постоянныч магнитом 1 и еще больше увели\ чивается магнитный поток, замыкающийся через нее.

Таким образом,-по мере увеличения скорости вращения контролируемого вала. 2 все большая часть магнитного потока постоянного магнита 1 начинает замыкаться через ферромагнитные пластины 7 и 8, чем достигается сохранение в большем диапазоне скоростей прямой пропорциональности между изменением скорости вращения контролируемого вала 2 и выходным напряжением с моста б.

В предлагаемом устройстве с увеличением скорости вращения наряду с увеличением экранирукщего действия токопроводящего стакана,з имеет место и увеличение магнитного потока, ответвляющегося в ферромагнитные пластины 7 и 8, расположенные с торцовых частей стакана 3. Этим самым достигается увеличение скорости изменения выходного сигнала, т.е. увел> личивается чувствительность устройства, и в большем диапазоне изменения скоростей обеспечивается линейность выходного сигнала.

4-4