Устройство для измерения скорости вращения вала

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизить погрешность измерения за счет исключения механических узлов. Источник 1 света установлен соосно с валом 2, при вращении которого световые лучи, выходящие из оптического умножителя 7 после многократного отражения от зеркальных поверхностей его концентрических колец 8 и 9, через щелевую диафрагму 10 попадают последовательно на фотоприемники 11 и 12. Вычислительный блок 13 по расстоянию между фотоприемниками 11,12, частоте следования и амплитуде сигналов с них дает информацию о скорости вращения вала и ее колебаниях за один оборот. Щелевая диафрагма 10 выполнена в виде витка винтовой линии, размещенного на внешнем зеркальном кольце 8 оптического умножителя 7. На его внутреннем кольце 9 расположена прозрачная щелевая диафрагма 6, параллельi ная оси вала. Вьшолнение щелевой диафрагмы 10с переменной по ее длине (Л оптической плотностью приводит к тому , что прошедшие через нее лучи имеют различную интенсивность, влияющую на амплитуду соответствующих электрических сигналов, вырабатываемых фотоприемниками 11,12, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„$0„„1269 2 (5и 4 G Ol P 3/36 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3911414/24-10 (22) 17.06.85 (46) 07.11.86,. Бюл. № 41, (71) Устиновский механический институт (72) В.Н.Шиляев, .В.Б;Шрамек, С.А.Тюрин и В.А.Мыльников (53) 537.776 (088.8} (56) Патент США ¹ 4031466, кл. 324-175 (G Ol Р 3/36 ), 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1023239, кл. G 01 P 3/36, G 01 Р 15/08, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЗИ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизить погрешность измерения за счет исключения механических узлов. Источник 1 света установлен соосно с валом 2, при вращении которого световые лучи, выходящие из оптического умножителя

7 после многократного отражения от зеркальных поверхностей его концентрических колец 8 и 9, через щелевую диафрагму 10 попадают последовательно на фотоприемники 11 и 12. Вычислительный блок 13 по расстоянию между фотоприемниками 11,12, частоте следования и амплитуде сигналов с них дает информацию о скорости вращения вала и ее колебаниях за один оборот.

Щелевая диафрагма 10 выполнена в виде витка винтовой линии, размещенного на внешнем зеркальном кольце 8 оптического умножителя 7. На его внутреннем кольце 9 расположена прозрачная целевая диафрагма 6, параллельная оси вала. Выполнение щелевой диафрагмы 10 с переменной по ее длине оптической плотностью приводит к тому, что прошедшие через нее лучи имеют различную интенсивность, влияющую на амплитуду соответствующих электрических сигналов, вырабатываемых фотоприемниками 11,12. 3 ил.

12б902З

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерениях неравномерности скорости вращения.

Цель изобретения — снижение погрешностей.

lia фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг.l; на фиг., 3 — временная диаграмма работы фотоприемников.

Устройство для измерения скорости вращения вала содержит источник света, установленный соосно с валом

2, конденсор 3, зеркало 4, устао новленное под углом 45 к оси вращения вала 2 и выполненное в виде узкой радиальной полосы. Зеркало 4 через отклонитель 5 и прозрачную meлевую диафрагму 6 оптически связано с оптическим умножителем 7, выполненным в виде двух концентрических зеркальных колец 8 и 9, установленных соосно с валом и обращенных одно к другому зеркальными поверхностями.

На внешнем зеркальном кольце 8 выполнена по винтовой линии щелевая диафрагма 10, образующая один полный виток на поверхности зеркального кольца 8, причем угол наклона винтовой линии диафрагмы 10 определяется высотой h оптического умножителя 7. Щелевая диафрагма 10 имеет плавно изменяющуюся по длине винтовой линии оптическую плотность. Через диафрагму 10 оптический умножитель 7 оптически связан с фотоприемниками 11 и 12, которые в свою очередь, электрически связаны с вычислительными блоками 13 и 14, !

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от источника 1 света, пройдя через конденсор 3, образует пучок параллельных световых лучей, которые, отразившись от зеркала 4, образуют плоский световой луч, который лежит в плоскости, проходящей через ось вращения вала ?,, и который направлен на отклонитель 5. Отразившись от отклонителя 5, плосклй световой луч проходит через прозрачную щелевую диафрагму б и входит в оптический умножитель 7, гце претерпевает многократное отражение от зеркальных поверхностей концентрических колец 8 и 9. При этом в узлах отражения луча от зеркальной поверхности кольца 8 часть его проходит через

3S

40 щелевую диафрагму 10 образуя систему из N расходлщихся лучей 3 ...,,1,, равномерно распределенных по окружности, интенсивности которых за счет того, что оптическая плотность щелевой диафрагмы 10 изменяется по длине,, отличаются друг от

Друга т, e . J, 7 j I >, )3, . 3, При Выполнении диафрагмы 10 шириной не более 1 - 1 »nВ, где 3 — ширина щелевой диафрагмы 10; — длина дуги между соседними линиями отражения луча от зеркальной поверхности кольца 8; 8 — угол между щелевсй диафрагмой 10 и линией отражения светоВого луча„ через диагона .ьпую диафрагму проходят световые лучи, интенсивнОсть кОтОрых зависит тОлькс От оптической плоскости диафрагмы В данной точке.

При вращении Вала 2 световые лучи, Выходящие из оптического умножителя 7 через щелевую диафрагму 10, попадают последовательно на фотоприемники 11 и 12, которые вырабатывают электрические сигналы, амплитуда которых зависит от интенсивности све— тового пуча, поступающего на фотоприемник, а частота следования сигналов зависит от скорос..и вращения вала 2.

Вычислительный блок 13 по известной базе измерения, т,,е, расстоянию между фотоприемниками, частоте следования сигналов и их амплитуде. определяет скорость вращения и ее колебания в пределах одного оборота.

На временной диаграмме показана последовательность сигналов на первом и втором фотоприемниках, где, Ч вЂ” напряжение Ia выходе усилите/ лей не показаны

При использований предлагаемого устройства нозмож .о измерен"ле неравномерности скорости Вращения по частоте следования сглгналсв В интервале времени одного оборота 70, но при этом возможно поязление погрешности за счет влияния эксцентриситет . Вала. Более точным яВляются спрсделение неравнсмерносги скорости вращения IIo времени ь,,, > и т.д. между появлением сигналов одного уровня на фотоприемниках 1! и 12.

Ф о р м у и а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения скорости вращения вала, содержащее источ.12690?5 ник света, расположенный соосно с контролируемым налом, зеркало устао

У новленное под углом 45 к оси вращения вала, два фотоприемника, оптически согласованные через зеркало с источникомм св е та и подключенные выходами к вычислительному блоку, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения погрешностей, в него введен оптический умножитель, выполненный в виде двух концентрических зеркальных колец с центром по оси вала, обращенных одно к другому отражающими поверхностями, при этом на внешнем зеркальном кольце выполнена в виде витка винтовой линии щелевая диафрагма с переменной по длине винтовой линии оптической плотностью, а на внутреннем зеркальном кольце выполнена прозрачная целевая диафрагма, параллельная оси вала, оптически связанная с зеркалом.

1269025

Составитель И.Власов

Техред Л.Сердюкова Корректор Е.Рошко

Редактор О.Головач о

Заказ 6028/46 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

113035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4