Устройство для измерения параметров вращения вала

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

200

Союз Советских

Социалистических

Республик

К . АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 30. l I 1.1971 (№ 1640124 18-10) .Ч. Кл. G 01р 3/44

6 Olp 348 с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет — .

Опубликовано 29.IX.1972, Бюллетень ¹i 29

Дата опубликования описания 1З.Х.1972

Комитет ло делам мвобретений и открытий лрм Совете Миимстров

СССР

УДК 531.771:531.768:

:621.317.335:621. .317 (088.8) Автор изобретения

Ю. М. Романенко

Научно-исследовательский сектор института « Гидропроект> им. С, Я. Жука

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ВРАЩЕНИЯ ВАЛА

Изобретение относится к области измерительной техники и предназна че но, главным ооразсм, для работы в системе а втсматичег кого уп равлення (АСУ) гидроэлектростанций.

Известные устройства для измерения параметров вращения вала, содержащие профил ираванный цилин дричеакий электрод и сопря жен пый с ннм л родольный электрол, включенный в измерительную систему,чувствитель ную к изменению его емкости, не обеопечивают требуемой точности и надежности |измерений.

Известны также индукционные измерители параметров вращения вала, применяемые для контроля режима работы пи дроагрегатов, одна ко низкая разрешающая апоcooHocTb такого рода устройств, воспp ииMчиiваcть K магнитным ,полям и невы сакая чу всгвительность, особенно п ри небольшой скорости вращения вала, ограничивают их возмож ности и не позволяют и опользовать эти устройства .для определения момента остано ва вала.

Для повышения точности и надежности измерений, а также аоеапечения фиксации момента останова вала в предла гаемое устройство введен дапол н ителыный продольный электрод, причем оба продольных электрода ориентированы параллельно образующей цилиндрического электрода и включены в резо

HBIHIcHx систему измерительного автогенератора, нагруженного через узкополосный частотный селектор па cчетчик имлу:IbcoB, а цилиндрический электрод вынолнен разрывным.

Кроме того, с целью повышения стабиль,ности измерений, особенно в условиях пере

5 меняной темаературы, а также обеопечення огзмерения величины бисегий вала в устройство введена вспомогательная система электродов, эквидистантных относительно цилиндрического электрода, снабженного сплошной электропровод ной зоной, расположенной меж,ду его п рофилпрованными зонами, и ориентированных пер|пенди1кулярно и симметрично относительно продольных электродов, причем вспомогательные электроды включены в резона нсную систему опорного автогенератора, нагруженного на частотный селектор через ,смеситель,.к олному пз входов которого подключен измерительный автогенератор, а так

20 же иа следящий частотный, детектор, оттарированный в величинах биений.

Прн необхолисмостн измерения фазового рассогласования между гидрогенератором и энергосистемой выход измерительного автогенератора илп смесителя через узкополос ный частотный cåëåêòàð, полоса прозрачности которого coo TBcTcTIBóåò частоте измерительного автогонератора при симметричном положении включенных IB его резонансную систему пралольных электродов относительно зоны разрыва цилиндрического электрола, 30

353200 нагружен на вспомогательный счетчик импульсов, снабженный цепью для подачи сто(порного ситяала, прекращающего счет, от истжппика спорного на(лряжения, например энергосистемы. Для детального 0(пределения степени неравномерности вращения вала, в том чи(сле и в п(ределах о дното оборота, выход измерительного автотенерато ра или сме ,сителя в(ключен на,вход дифференцирующего узла или последовательной цепи диффгренцирующих узлов.

На фиг, ) показана схема предложеиного ттрой(ст(ва; на,фиг. 2 — схема пускового узла; на фиг. 3 — сто(по рная схема; на фиг. 4 — схема следящего часто)!ного детектора, выполненного в виде явадратурного диакрими натора; на фит. 5 — схема д иффе.рeiHIUHðóioùåòо бл "Kà для случая однoêðàTно го дифференцирования.

Непод(вижно закрепленные illpciqoльны" элект(ро(ды 1 и 2, включенные в схему изме рительного генератора 8, расположены на оди на(ковом расстоянии от цилиндрического электрода 4, выполненного в виде сим х(гтричной зубчатой ленты, например, из фольги, охватывающего вал 5 и заирапленного на нем изоляционной прокладкой б. Цилиялричес..<ий электрод имеет разрывную зону 7. Вспомогательные электроды 8 и 9 Вк,!!оч I!It в схему

ollopi1roTo автогенератора 10. Оба автогснерато(ра 8 и 10 нагруи<ены через смгситель Il tla дву 0KB(HBJIbrrtlt! запомпна!ощий чаcTQTC)lep ,12, в качестве кото рого .(спользовяны, например, д ВЯ сepl!иl(о Вь(пхжае)lых часTОтоъ(гра

Ч3-35, управляемый пуаковыгм узлом 18, в качестве которого использована !<лючевая транзисторная схема.

П(ря подаче ila Вход этой схгмы соответст вующе аформировапного у прявляю|цего на(пряжения U, транзистор откры(вается, В связи с чем за счет падения нагнряжгния на;)езпсто ре 1< вы(деляется пусковой сит;(ал. Длительность последнего определяется параметра ми цепи 1<С, посто(! иная врг»era!I которой Выоирается больше, чем.время измс(:)сипя.

Пуаковой узел 18 к смесT(lòeëþ 11 подсое.динен че(ргз уз <ополосный, нанрпмср, х в((р

B(JBbIH фH. t(Tp 14, полоса Ilpcçðà÷!(Осl ll рого соо)!Встствугт частоте автоге:!ератора 8 при среднем положении электродов 1 и 2 От,н)аительно концов цилинлричгс<ого электрода в его разрывной зоне 7, а один пз каналов за(пас (инаюгцего частотомера — через фильт,)

15, полоса прозрачности ко" îðîãî соответствует частоте этого жг автагг!(ератора, но I!pi( рис(положении электродов 1 и 2 против сере д ины наклонной части зубцов цплиндричеc!<О гс электрода, причем частота автогeitpратора

В перВом с 1 Ji÷a с лости! BpT !(я:!Оольшсго aii 3чан и я.

Кроме того, запоминающий частотомс;) .у(лравляется стспорной системой 1б (фиг. 3), tlr(pe9cT3(RJIitIoIHetI собою заторможенный мульти(вибратор, связанный с источнп;<ом 17 опор:нс го напряжения, в качестве которого обыч но используется соответству.ощг сформированное напряжение энергосистемы.

При подаче на вход этой системы управляющего сигнала U„. транзистор Т! закрывается, а транзистор Т> открывается, за счет чего на конденсаторе С выделяется стопорное напряжение, за(пирающге частотомер 12 на время, необходимое для фиксации результа тов изх(ерения. Если в качестве сигнала Uaan попользовать сигнал от вапомогатгльной системы элек"Иродов, аналогичной системе электрадав 1, 2 и 4, то показания счетчика будут пропорциональны приложенному к Валу мох(ент .

На выходе опор ного автогенератора 10 пад(ключен следящий частотный QeTPKToip 18, выполненный в лиде квадратурного лиск римянатора. Этот дискриминатор (фиг. 4) на гружен через амплитудный дискриминатор 19 ня систему сигнализации превышения Bì lëi(туды биения вала выше лсдустимой, Так i

25 квалратурногÎ детектора сущгствугт простpa!lie))BeEliI(EilIr заряд, То гг средний ток заВисl(т

01 частоты автоггнератора 10, определяемой в данном сл чае ра.- таянием электродов 8 и

9 cò электрода 1 и, следовательно, вел!!ч;!Иой биеипй вала.

Наконец, на выход смесителя 11 подклк)«ei; дпффс)г!!пирующий блок 20, позволяю (1 (7 ! цпи !10 значе и!!о — определять скорость

Юи

Вра!цен!(((вала, 3 по величине,, в частности, режим в;)ащс:iaÿ В прадедах лаже одного оборота, а так)кс В!(ног!Ия(ощ(!й фу(гш ги

40 P cë P I I I "ë Рû:: О О О P 01 О В В P 3:1 ь l (o м м Я с iLI T B 0 с времени. Поскольку прсфплпрованная зона цплп. (Лрпческо! о элсктрода (!)(ггт наклопныс участки, что обеспечи вагт нгпреры вное изменение уровня сигнала на входе дифферс !цп45 )у(ошгго блока лаже lip!i равнс)(ер!!Ом Вр3 щснип вялы, то В качестве этого Оло:<а;(спользова((ы 1<С вЂ” цепи, связанные между сооой через усил:(тели, прпчгм количество RC — цепей выбирается В соответстви;! с порядком опрслс)!ясно!! пропзвод!!ой вращения вала,по ВРгмс!Ок

Схема такого блс <а для случая о qrro:<р гного дифференцирования изображс:(а па фи". 5.

Вход BTcc;) ()30!<3 I!br(too!reit r! a:tete KBTO;г,— ного повторителя !ra пе !тоде 6Ж4, связаян)го с усилительным каскадом на та <0)t жс пг((толг через лиффгренцпрующии Koнленса60 тс С, поскольку в усилительном каскада применена глубокая QTpit!дательная,связь через резистор 1< Ä(;, то разрешающее .время этого блока достигает величины порядка одной )(1(i

С ЛСУ датчик связан через запо)(ина!О353200

15

55 щий частото !С?э 1 и дифференцирующий блок

20.

Hip!I вращении вала 5 за счет вращательного перемещения зубцов эле :.т=ола 4 -..òHî:Hтельно электрол в 1 !и 2 Bi> ко.гь последних мо!луг!Нруется с частотой прохождения этих зубцов, что приводит к частотной модуляции автогенсратода ", пслсоед!инеиного к смес!ителю 11. Ол ; оврсгменна к смесителю 11 полсоединсн опорный а!Втогенератор 10, в систему резонан сной системы котoiporo вхо!лят электролы 8 и 9. Поскольку. на емкость этих электродов оказы ва!От,влияние, в ocHQIBíoì, только дестабилизи ру!Ощие факторь1, а на еякоcTb рабочих электродов и 2 — положен ие их относительно зубцов, то Вл!!яннис на частоту сигнала на выходе смесителя 11 дестабилизирующих фа!кторов снижается. Благо даря наJ)lifHllffo фильтров 14 и 15 .частотсмар 12 начинает работать после прохождения мимо электрслов 1 и 2 раэры!Внсй зоны 7 модузлирующ — ro электрода 4. После этого срабатывает пускс во!! узел 13» начинает" я с удвоенной частотой регистрация прохождения зубцов молуляпгора 4 относительно электрода 1 и 2, а танк>кс рази овтно!! частоты Г 1!opBTop3 8 Г!

10. Счет заканчивается после подач!! на стопорнмю систем 16 0Т i!сcтоника 1б опорного переменного напряже!Гия с заданной фазой, что позволяет с вьисс кой точ;-*,Остью ретистрирсвать, Гло вое положение вала, а в случае использова:!Ня напряжения сети в качестве огнср:!сго — степень фазового paiccorлассваВяния Генератор3 с э:!ерГО истсмой.

В схему раoo÷åãî автогене!ратсра 8 введен подстроечный элсмент (!HB чертеже не показан), позволяющий настраивать этот автогенератор при симметричном положен!!и зубца молул !TG à 4 относитель;!о эле- тролов 1 и 2 иа !астоту, соответству!Ощу!о по.лосе II озрачиости фнльтpB 15, 3 фильтр 14 ,диапазолиой перестро!!Ко!! с тем, чтобы ег0 полосу ГIpcçpB÷rocTH можно оыло сместить в д!Иаг!Язо-«!Bc TO T, соот ветств fein»x частоте данного автогеиератора при симметричном положении электролсв 1 и 2 относительно разрыв.:::!! зоиь! 7 элсхтрола 4.

1?аличие полкл!Очсн!Гого к выходу смесителя 11 д:!фференниру!Ощего блока 20 позволяет не только судить о режиме вращения вала, ио и,в реальном ма сштабе времени и с ,высокой чувст!вительностью сулить о наличии ето вращательного движения.

Следящий частотный дискриминатор 18 с уровне!Выл выходом, в!Ключен ный н а выход опорного генератора 10, выдает информацию о сиегнии вала с высокой разрешающей cnocoáHîñòüþ и поз!Воляет, благодаря подсоедине!Ни!О его к clHI IIBëbiioìó уст!ройству 21 через а!м плитулн!.!й !.!Ск!р!!минатор 19, порог срабатыва!!!!ия которото настроен на амплитуду биения вала 5, прсвышающую допустимое значение, кант!ролирсвать а!Варийну!О ситуацию.

Для конпроля стабильности электрическиi параметрс!в электродов 1, 2 и 4 устройство :й

j0

65 снабжено и Иволог (на чертеже не показан), c,Iåcïå÷I.B3I0 ци;I перемещение продольных электродов нз луге элокпрода 4 с шагом, cooтвст:.тэу!с!ц !м периоду профиля этого элект;. с ля.

Hp i:Iciii 3üç0B3íIfIf в качестве цилиид риЧССКСГО ЭЛЕКТРС ЛЯ КOHTfPOЛИР1 ЕЪ!ОГО»ВЯЛЯ, ПОC7C HIfÉ,BbIIIOлняется 3381iTipIfHeCI 3If но неолцоролнысм по дуге, например,,путем выполненlfff ifа нем,рB!Bноме!рно расположенНЫХ ПО ОКР; HiHOCTiH ОЛИМПИЯ!СОВЫХ, ГЛМОЛЕНИй, причем роль разрывной зоны в этом случае выполняет одно из углублений, размеры которого лля этого увеличены.

Предмет изобретения

1. Устройство лля измерения параметров вращения вала, преимущест венно, гилрогеиератора, содержащее жестко с!Вязанны!! с валсм цил.!Нлричес кий профилированный электрол и сопряжс :.Иь:il с нч!м продольный элекТ PÎ j, !ВКЛ!0 !"!IHbl!i В ЧУ ВСТБИТЕ7LH, !О и ИЗ. !Енен!цо его емко т.l измерительную систему, Отлпча!Оа1ееся там, что, с целью по!Вышеи!!я точности и надежности измерений, а также обеспече и!я фиксации момента ост7!!!О ва ва,I3, 0!Io снаoже!!о дополнительным прадо Ibным элгктролсм, пр:!чем оба продольных электрола ориентиpolBBHbl па!ряллсльно обраЗ !О!ЦЕИ Ц. Л : ., !ЕС! ОГО ЭЛЕК ТРОЛЯ,! ВКЛ!Очены в резс:!::.:„":!у!О систему измерительного

Явтогеисратора, нагруженного через узкополосный частотный селектор на счетчик ю!пульсов, à цилинлри iccHHé электрол выполнен разрыв:!ь! .

2. Уст!ро!!Ство по п. 1, or Ièчаюи(ееся тем, что, с целью;iгвышен !я стабиBHHост:! измерений и обеспечен:!я измерения величины биений Вяла, О!!0 сиаожсно Вспо !ОГЯтег!ы!Ои и!стемой электрО ОВ, экВидисTBHTных ОтносиТс.7bHo QIf 7IlH7pll IccI:,oÃ0 Э7ci rp033, снабженного сплошной электропроволной зо Ioi ;,;. Bcii .— ложенной между его профилнрованными 30нами, и ориентированных симметрично и перпендикулярно относительно продольных электродов. причем вспомогательные электроды включены в резонансную с !стему опорного автогенсратора, нагруженного иа частотный селектор через смес.!тель, и одному из входов которого подключен измерительный автогенератор, а также иа следящий частотный детектор. Оттарированный в величинах бис!шй.

3. Устройство по пп. 1 и 2, от.!!!чаюа!ееся тем, что, с целью обеспечения измерения фазового рассогласования между гидрогенератором Ii энергосистемой, измерительный автогенератор или смеситель через узкополосный частотный селектор, полоса прозрачности которого соответствует частоте измерительного автогенератора при симметричном положении вклю !снных в его резонансную систему продольных электродов относительно зоны разрыва цилиндрического электрода, нагружен

IIB Вспомогательный счетчик импульсов, снаб7

353200 женный цепью для подачи стопорного сигнала от источника опорного напряжения, например, энергосистемы.

4. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью детального определения степени неравномерности Врагцсиия Вала, В том числе и в пределак одного оборота, выкод измерительного автогенератора ил: смесителя включен на вкод дпфференцируюгцего узла

5 или последовательной цепи этик узлов.

353200

Корректор Г. Запорожец

Редактор С. Хейфиц

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

„6

Составитель Т. Ющенко

Техред Л. Евдонов

Заказ 435/1756 Изд. № 1321 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Устройство для измерения параметров вращения вала Устройство для измерения параметров вращения вала Устройство для измерения параметров вращения вала Устройство для измерения параметров вращения вала Устройство для измерения параметров вращения вала 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к комбинированным измерительным преобразователям линейного ускорения и угловой скорости

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам управления синхронными машинами с электронными коммутаторами

Изобретение относится к индуктивным датчикам, прежде всего к датчикам частоты вращения

Изобретение относится к области измерительной техники
Наверх