Высокотемпературный проводниковый вихретоковой преобразователь

 

Высокотемпературный проводниковый вихретоковый преобразователь может быть использован для измерения перемещений электропроводящих объектов сложной формы в широком диапазоне температур, например при измерении радиальных зазоров роторов турбоагрегатов. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей путем увеличения температурного диапазона работы в зоне измерения. Преобразователь содержит корпус 1, изолирующий каркас 2, ферритовый тороидальный сердечник 3, катушку 4 индуктивности и короткозамкнутый контур тока, выполненный в виде коаксиальных цилиндров 5 и 6, разделенных слоем 7 изоляционного материала, и чувствительного элемента 9, представляющего собой линейный проводник, соединяющий диаметрально противоположные точки соответствующих цилиндров на рабочем торце преобразователя. Расширение температурного диапазона работы преобразователя обеспечивается за счет удаления катушки 4 индуктивности с ферритовым сердечником 3 из зоны измерения. Предлагаемая конструкция преобразователя обеспечивает также защиту ферритового сердечника 3 и катушки 4 индуктивности преобразователя от других агрессивных воздействий среды в зоне измерения. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений электропроводящих объектов сложной формы в условиях воздействия высоких температур, например при измерении радиальных зазоров лопаток турбоагрегатов. Цель изобретения расширение эксплуатационных возможностей путем увеличения рабочего диапазона температур. На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый преобразователь; на фиг.2 электрическая эквивалентная схема замещения преобразователя. Предлагаемый преобразователь содержит корпус 1, размещенный в корпусе 1 изолирующий каркас 2, тороидальный ферритовый магнитопровод с размещенной на нем катушкой 4 индуктивности и короткозамкнутый контур тока, выполненный в виде коаксиальных полых цилиндров 5 и 6, разделенных слоем 7 высокотемпературного изолирующего материала, и двух проводников, один из которых (8) охватывает магнитопровод 3 и закреплен концами в диаметрально противоположных точках соответственно внешнего 5 и внутреннего 6 цилиндров в плоскости их торцов, размещенных вблизи магнитопровода 3, а другой проводник, являющийся чувствительным элементом 9, закреплен концами в точках, аналогично размещенных на цилиндрах 5 и 6 в плоскости их противоположных торцов. Преобразователь работает следующим образом. Изменение зазора между чувствительным элементом 9 (проводником) и электропроводящим объектом 10 изменяет структуру магнитного поля чувствительного элемента 9, что ведет к изменению величины его индуктивности, а следовательно, к изменению величины индуктивности катушки 4. При фиксированном изменении индуктивности чувствительного элемента 9 (L_ч.э. на фиг.2) изменение индуктивности L₁ катушки 4 будет тем больше, чем меньше величина индуктивности L_т контура тока. Так как индуктивность контура, образованного коаксиальными цилиндрами 5 и 6 при малой толщине слоя 7 из высокотемпературного изолирующего материала близка к нулю, то контур тока такого вида обеспечит удаление ферритового магнитопровода 3 преобразователя из зоны измерения на значительное расстояние без существенного уменьшения чувствительности. Таким образом, в предлагаемом преобразователе за счет вынесения катушки 4 индуктивности с ферритовым магнито- проводом 3 из зоны измерения и изготовления чувствительного элемента в виде линейного проводника (без изоляции) расширен рабочий диапазон температур до значений, при которых материал чувствительного элемента 9, цилиндров 5 и 6 и изолирующего слоя 7 сохраняет механическую прочность. Так, при изготовлении чувствительного элемента 9 и цилиндров 5 и 6 из латуни, а изолирующего слоя 7 из моноокиси кремния температура в области чувствительного элемента 9 может достигать 700^оС. Предлагаемая конструкция обеспечивает защиту катушки 4 индуктивности с ферритовым магнитопроводом 3 и от других агрессивных воздействий среды в зоне измерения.

Формула изобретения

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ПРОВОДНИКОВЫЙ ВИХРЕТОКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий корпус, размещенный в корпусе изолирующий каркас, тороидальный ферритовый магнитопровод с размещенной на нем катушкой индуктивности, установленный в изолирующем каркасе, и короткозамкнутый контур тока, размещенный у рабочего торца преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем увеличения рабочего диапазона температур, короткозамкнутый контур тока выполнен в виде коаксиальных полых цилиндров, разделенных слоем высокотемпературного изолирующего материала, и двух проводников, один из которых охватывает магнитопровод и закреплен концами в диаметрально противоположных точках соответственно внешнего и внутреннего цилиндров в плоскости их торцов, размещенных вблизи магнитопровода, а другой проводник закреплен концами в точках, аналогично размещенных на цилиндрах в плоскости их противоположных торцов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2