Устройство для измерения температуры вращающихся объектов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ, содержащее термопары, укрепленные на вращающемся объекте и подключенные к подвижным обмоткам, размещенным на ферромагнитных сердечниках, укрепленньгх на том же объекте, проходящих при вращении через зазор неподвижного П-образного магнитопровода , измерительнь1й датчик в виде элемента Холла, помещенный в разрез П-образного магнитопровода, неподвижную дополнительную обмотку, регулируемый источник тока,. уснли тель, блок запоминания и сравнения, дифференциатор, ограничитель, триггер. генератор счетных импульсов с клиг чевым устройством, коммутатор с управляющим счетчиком, счетчики измерительных импульсов, причем выход измерительного датчика через усилитель связан с входами дифференциатора , выход которого через ограничитель соединен с одним входом тр иггера , и блока запоминания и сравнения, выход которого соединен с вторым входом триггер, выходы которого соединены соответственно с входами регулируемого источника тока, выход которого соединен с входом неподвижной обмотки, и генератора счетных импульсов, выход которого с помощью коммутатора подключен к счетчикам (Л измерительных импульсов, о т л и с чающееся тем, что, с целью повьшения надежности контроля температуры , и определения неисправной контролируемой точки, в него введены узел вьделения строб-импульса и блок формирования и деления импульел са, вход которого соединен с выходом Об 00 узла вьщеления строб-импульса,а выход - с управляклцим входом комму татора. СЬ

СО1ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (k9) (1!) 4 (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ.

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЖ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3592248/24-10 (22) 1 9.05.83 (46) 30.05.85. Бюл. Ф 20 (72) Е. А. Филимонов, Л. Д. Иванов и В. В. Павлов (53) 536. 532 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 505909, кл. С Ol К 13/08, 1973.

2; Авторское свидетельство СССР

Ф 530202, кл. G 01 К 13!08, 1974 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩИХСЯ ОБЬЕКТОВ, содержащее термопары, укрепленные на вращающемся объекте и подключенные к подвижным обмоткам, размещенным иа ферромагнитных сердечниках, укрепленных на том же объекте, проходящих при вращении через зазор неподвижного П-образного магнитопровода, измерительный датчик в виде элемента Холла, помещенный в разрез

П-образного магнитопровода, непод- вижную дополнительную обмотку, регулируемый источник тока,. усилитель, блок запоминания и сравнения, дифференциатор, ограничитель, триггер, "6 генератор счетных импульсов с клю-. чевым устройством, коммутатор с управляющим счетчиком, -счетчики измерительных импульсов, причем выход измерительного датчика через усилитель связан с входами дифференциато-. ра, выход которого через ограничитель соединен с одним входом триггера, и блока запоминания и сравнения, выход .которого соединен с вторым входом триггера, выходы которого соединены соответственно с входами регулируемого источника тока, выход которого соединен с входом неподвижной обмотки, и генератора счетных импульсов, выход которого с помощью коммутатора подключен к счетчикам измерительных импульсов, о т л и— ч а ю щ е е.сятем,,что, с целью повьппения надежности. контроля температуры и определения неисправной контролируемой точки, в него введены узел вьщеления строб-импульса и блок формирования и деления импульса, вход которого соединен с выходом узла вьщеления строб-импульса, а выход — с управляющим входом коммутатора.

1 II

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано для измерения температуры вращающихся объектов.

Известно устройство для измерения температуры вращающихся объектов, содержащее термопары, укрепленные на вращающемся объекте и подключенные к обмоткам, размещенным на ферромагнитном сердечнике, укрепленном на том же объекте, проходящем при вращении через зазор.П-образного неподвижного магнитопровода с измерительным датчиком в виде элемента Холла, помещенном в разрезе магнитопровода, причем в рабочем зазоре магнитопровода установлена дополнительная неподвижная обмотка, аналогичная подвижной, подключенная через ключ к регулирующему источнику тока (1 ).

Однако данное устройство не позволяет получать информацию об измеряемой температуре в цифровой форме.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения температуры вращающихся объектов, содержащее кроме указанных выше элементов усилитель, соединенный с устройством запоминания и сравнения и дифференциатором, выходы которого соединены с двумя ограничителями, триггер, выход которого соединен с входом генератора счетных импульсов с ключевым устройством, выход которого через коммутатор соединен с одним иэ счетчиков измерительных импульсов, датчик числа оборотов, причем в качестве регулируемого источника тока используется генератор пилообразного тока„ выход которого ñîåдинен с дополнительной неподвижной обмоткой, а вход соединен с вторым выходом триггера, первый вход которого соединен с выходом второго ограничителя, а второй вход — с выходом устройства запоминания и сравнения, при этом управляющий вход коммутатора соединен с выходом первого ограничителя g2 ).

Недостаток известного устройства заключается в том, что в случае отказа чувствительного элемента какойлибо контролируемой точки теряется соответствие номеров счетчиков измерительных импульсов и номеров

58876 контролируемых точек. Кроме того, отсутствует возможность определения номера отказавшего чувствительного элемента, Цель изобретения — повышение надежности контроля температуры и определение неисправной контролируемой точки.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее термопары, укрепленные на вращающемся объекте и подключенные к подвижным обмоткам, размещенным на ферромагнитных сердечниках, укрепленных на том же объекте, проходящих при вращении через зазор неподвижного П-образного магнитопровода, измерительный датчик в виде элемента Холла, помещенный в разрез П-образного магнитопровода, неподвижную дополнительную обмотку, регулируемый источник тока, усилитель, блок запомина-. ния и сравнения, дифференциатор, ограничитель, триггер, генератор счетных импульсов с ключевым устройством, коммутатор с управляющим счетчиком, счетчики измерительных импульсов, причем выход измерительного датчика через усилитель связан с входами дифференциатора, выход которого через ограничитель соединен с одним входом триггера, и блока запоминания и сравнения, выход которого соединен с вторым входом триггера, выходы которого соединены соответственно с входами регулируемого источника тока, выход которого соединен с входом неподвижной обмотки, и генератора счетных импульсов, выход которого с помощью коммутатора подключен к счетчикам измерительных импульсов, введены узлы выделения строб-импульса и блок формирования и деления импульса, вход которого соединен с выходом узла вьщеления строб-импульса, а выход — с управляющим входом коммутатора.

На чертеже представлена блоксхема устройства для измерения температуры вращающихся объектов, Устройство содержит термопары 1, укрепленные на вращающемся объекте и подключенные к подвижным обмоткам бесконтактного токосъемника 2 ин$5. дукторного типа, размещенным на ферромагнитных сердечниках, укрепленных на том же объекте, проходящих при вращении через зазор неподвиж1158876 4

Выход датчика 3 через усилитель 7 соединен с входами дифференциатора 9 и блока 8. Выход дифференциатора 9 через ограничитель ll соединен с

4Ф одним из входов триггера 12, а выход блока 8 — с вторым входом триггера.

Выходы триггера 12 соединены соответственно с входами источника 6 и генератора 13. Выход источника 6 подключен к неподвижной обмотке 4, а выход генератора 13 c ïîìoùüþ коммутатора 14 — к счетчикам lS.

Устройство работает следующим образом.

3 ного П-образного магнитопровода это- го токосъемника, измерительный датчик в виде элемента 3 Холла, помещенный в разрез П-образного магнитопровода, дополнительную обмотку 4, узел 5 вццеления строб-импульса, регулируемый источник 6 тока, усилитель 7, блок 8 запоминания и сравнения, дифференциатор 9, блок

10 формирования и деления импульса, ограничитель 11, трйггер 12, генератор 13 счетных импульсов с ключе- . вым устройством, коммутатор 14 с управляющим счетчиком и счетчики 15 измерительных импульсов.

При вращении объекта подвижные обмотки поочередно проходят через

П-образный магнитопровод токосъемника 2, Так как через эти обмотки проходят токи, пропорциональные напряжеиию, подаваемому термопарами 1, то при прохождении каждой обмотки в магнитопроводе появляется импульс магнитного потока, пропорциональный току в соответствующей обмотке, а значит и напряжению термопары 1. При возникновении импульса магнитного потока на выходе элемента 3 Холла появляется импульс напряжения, который усиливается импульсным усилителем 7 и подается на вход блока 8 запоминания и сравнения, где амплитуда импульса запоминается, и на вход дифференциатора 9. Строб-импульс узла 5, совмещенный во времени с измерительной опорной (например, первой) контролируемой точкой, по- ступает на вход блока 1О, который формирует импульс, длительность которого равна периоду вращения объекта, и делит этот импульс на число импульсов, равное числу контролируемых точек. Полученные импульсы по5

И

50 ступают на управляющий счетчик коммутатора 14, который подключает к выходу генератора 13 счетных импульсов счетчик 15 измерительных импульсов, соответствующий номеру термопары 1, подвижная обмотка которой в данный момент проходит через магнитопровод устройства 2.

С приходом заднего фронта импульса на дифференциатор 9 последний выдает со своего выхода импульс через .ограничитель 11 на первый вход триггера 12, который перебрасывается и выдает сигналы с одного выхода на ключевое устройство генератора 13 счетных импульсов, с выхода которого через, коммутатор -14 поступают импульсы на соответствующий счетчик 15, а с другого выхода — на вход генератора 6 пилообразного тока, с выхода которого линейно нарастающий ток поступает на дополнительную обмотку

4, от действия магнитного потока которого на выходе элемента 3 Холла появляется линейно нарастающее напряжение, которое усиливается усилителем 7 и поступает на вход блока

8 запоминания и сравнения, где оно вычитается из амплитуды запомненного импульса, и в момент их равенства блок 6 выдает импульс на второй вход триггера 12, который перебрасывается в исходное состояние. Соответственно закрывается ключевое устройство генератора 13 счетных импульсов, иэмери" тельные импульсы перестают поступать иа вход счетчика 15 измерительных импульсов, Одновременно отключается генератор 6 пилообразного тока и внутри него включается схема приведения тока к нулю, Количество импульсов, сосчитанных счетчиком с момента начала развертки пилообразного напряжения на входе блока 8 запоминания и сравнения до момента равенства с амплитудой запомненного сигнала, однозначно характеризует величину передаваемого напряжения, а следовательно, и измеряемую температуру.

С приходом следующего измерительного импульса от другой вращающейся обмотки все процессы повторяются и

T ф де

Если по какой-либо причине проиэайдет отказ чувствительного элемента (например, второй контролируемой точки) устройства 2 и на выходе элемента 3 Холла будет отсутствовать

1158876

Г

J Д

Составитель В. Журавлев (.

Редактор IO. Ковач Техред. Т. Дубинчак Корректор Е. Рошко

Заказ 3575/41 - Тираж 897 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 импульс напряжения, то, в конечйом счете, с выхода ограничителя 11 не

Ъ поступит сигнал на триггер 12, который не включит в работу генератор 6 пилообразного тока и генератор 13 счетных импульсов. Одновременно с этим с выхода блока 1О сигнал, соответствука ий данной (второй) контролируемой точке, поступит на вход управляющего счетчика коммутатора 14, 1© который подключит соответственно второй счетчик 15 измерительных импуль.сов к генератору 13 счетных импульсов, но так как последний в работу ке включается, то с его выхода импульсы во второй счетчик 1Д не поступают и его значение будет равно нулю, что свидетельствует о неисправности данной контролируемой точки. С проходом следующей подвижной обмотки 20 устройства 2 (третьей контролируемой точки) через П-образный магнитопровод (если при этом в ней нет отказа) устройство" работает как указано вьппе. При этом коммутатор 14 подклю-. чит к генератору 13 третий измерительный счетчик 15, который за4ик-! сирует значение температуры третьей контролируемой точки и т,д.

После одного. оборота в кажпом счетчике 15 будет записано определенное число, характеризующее температуру соответствующей контролируемой точки объекта, а в счетчике, соответствующем,неисправной контролируемой точке, — число ноль.

Предлагаемое устройство при незначительном его усложнении обладает всеми достоинствами прототипа и, кроме того, позволяет повысить достоверность контроля температуры . вращающегося объекта при отказах чувствительных элементов контролируемых точек, а также обеспечивает быстрое и точное определение места отказа.