Электромагнитный измеритель механи-ческих параметров

 

Союз Советскик

Социалистические

Реслублщк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii 83243 8 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 04.07.79 (21) 2791737/25-28 с присоединением заявки М (51) М. Кл.

G 01 М 27/80

G 0l В 7/02

Гееударстевиимй комитет

СССР (23) Приорнтет— до делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.05.81. Бюллетень РЙ 19

Дата опубликования описания 23.05 ° 81, (53у УДК 620. 179., 14 (088. 8) ф Мвад: ." .. ь ьа амз .С. И. Бодренко, О, И. Колтунов,и А. H.)Ðÿáèäù.,-.

1 (72) Авторы изобретения т ь:,. . 1, ЗЭК% ъ .В (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ

IIAPAMETP0B

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и параметров металлических объектов н может быть использовано для бесконтактного измерения их перемещения (скорости)..

Известно устройство для определеS ния положения подвижных объектов, содержащее вихретоковый преобразователь,. катушка которого включена в контур автогенераторного реле (1).

f0

Недостатком этого устройства является небольшая чувствительность при подключении вихретокового преобразователя с помощью длинного кабеля.

Известен также электромагнитный т5 измеритель механических параметров, в .котором измерительная катушка токовихревого преобразователя соединена с цепью обратной связи генератора высокой частоты 121.

Недостатком данных устройств является то, что при увеличении длины кабеля, связывающего токовихревой преобразователь с генератором уменьшается чувствительность и накладываются ограничения на спектральный состав сигнала, передаваемого по кабелю.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электромагнитный измеритель механических параметров, содержащий генератор высокой частоты с трансформаторной обратной связью, токовихревой преобразователь с измерительной катушкой, подключенный с помощью кабеля к генератору (:1).

Недостатком известного устройства является сложность дистанционной передачи сигнала вносимого сопротивления токовихревого преобразователя, зависящего от измеряемой величины, к регистрирующему устройству при одновременном сохранении высокой чувствительности и спектрального состава по кабелю, длина которого

832438

Эта цель достигается тем, что кабель с одного конца подключен параллельно вторичной обмотке трансформатора, с другого — к измерительной катушке, а частота генератора и параметры токовихревого преобразователя выбраны из соотношений

25

4п-.1 Н э Ве

30 где f — частота генератора;

n — целое число полуволн, укла— дывающихся в данной длине кабеля;

6 — длина кабеля;

V — скорость распространения электромагнитной волны в кабеле;

ZeH — вносимое сопротивление токовихревого преобразователя; — волновое сопротивление ка0 беля;

Ь вЂ” коэффициент затухания кабеля.

На фиг. 1 представлена электрическая схема электромагнитного измерителя механических параметров; на фиг;2 — зависимость выходного напряжения от длины кабеля или частоты гвне50 ратора.

Электромагнитный измеритель механических параметров содержит токовихревой преобразователь 1, кабель 2, трансформатор 3 обратной связи, цепочку 4 автосмещения, лампу 5 генератора, индуктивно-емкостной фильтр, образованный индуктивностью 6 и емкостью 7, сопротивление 8 нагрузки.

40

7 —, где 4= — — длина электроч

У2 У магнитной волны в кабеле; V — ско-. рость распространения электромагнитной волны в кабеле; f — частота генератора. Такая задача возни кает в случаях, когда невозможно установить регистрирующую аппаратуру в непосредственной близости от измеряемого объекта из-за влияния, напри" 10 мер, сильных. электромагнитных наводок, помех, тепловых полей и т.п.

Цель изобретения — повышение чувствительности и расширение спектра частот передаваемого сигнала по 15 кабелю длиной, превышающей половину длины волны сигнала несущей частоты генератора.

Измеритель работает следующим образом.

При увеличении вносимого сопротивления преобразователя 1 за счет изменения параметров измеряемого объекта увеличивается цагрузка на генератор. Амплитуда напряжения генератора уменьшается, что приводит к уменьшению отрицательного напряжения смещения на цепочке 4 автосмещения, соединенной с сеткой лампы 5 генератора, Постоянная составляющая анодного тока лампы 5 генератора увеличивается и увеличивается падение напряжения на сопротивлении 8 нагрузки, при уменьшении вносимого сопротивления преобразователя I — наоборот. Постоянная времени цепочки 4 йвтосмещения выбирается так, что при максимальном изменении вносимого сопротивления преобразователя 1 изменение постоянной составляющей напряжения на сетке лампы 5 генератора максимально, но не приводит к возникновению прерывистой генерации, Высокочастотная составляющая анодного тока лампы 5 генератора отфильтровывается с помощью индуктивно-емкостного фильтра.

Таким образом, на сопротивлении

8 нагрузки вьщеляется напряжение, характер изменения которого соответствует изменению вносимого сопротивления преобразователя 1.

При увеличении длины кабеля 2, соединяющего генератор с преобразователем 1, входное сопротивление кабеля 2 со стороны подключения к трансформатору 3 обратной связи периодически изменяется с периодом — Аналогично изменяется сопротив3.

2. ление кабеля 2 при изменении частоты,генератора. Поскольку в кабеле

2 существует затухание электромагнитной волны, периодическая зависимость

Z8H от длины В или частоты f имеет затухающий характер. Z q< ограничено сверху Z>JP8, а снизу — Z0 Р .

Напряжение, снимаемое с анодной нагрузки лампы 5 генератора, также изменяется с периодом — .

Х

Выбор рабочей точки генератора показан на фиг,2 (точка А) при длине кабеля В = 8 - Л, откуда

4н+1

Ъ частота генератора

4 и+.1 к= —, v.

832438 где

20

Параметры токовихревого преобразователя 1 необходимо выбрать таким образом, чтобы вносимое сопротивление не превышало величины

Лщ -1

cZ /РД-2 18 илч — < — - ф. вн о î zо Ре

Выполнение электромагнитного измерителя механических параметров ме- 10 таллическнх обьектов позволяет осуществить на рабочей частоте генератора 1 мГц длину линии связи преобразователь-генератор до 2000 м и спектр частот передаваемого сигна- д ла 0-50 кГц.

Формула изобретения

Электромагнитный измеритель механических параметров, содержащий генератор высокой частоты с трансформаторной обратной связью, токовихревой преобразователь с измеритель- 25 ной катушкой, подключенный с помощью кабеля к генератору, о т л и ч а юшийся тем, чтб, с целью повышения чувствительности и расширения спектра частот передаваемого сигнала Зо

bio кабелю, длиной, превышающей половину длины волны сигнала несущей частоты генератора, кабель с одного конца подключен параллельно вторичной обмотке трансформатора, с друго- з

ro — к измерительной катушке, а частота генератора и параметры токовихревого преобразователя выбраны иэ соотношений н; — -рв, 4н-s, вн ае zo ЬЕ частота генератора; целое число полуволн, укладывающихся в данной длине кабеля; длина кабеля; вносимое сопротивление токовихревого преобразователя; волновое сопротивление кабеля; коэффициент затухания кабеля; скорость распространения электромагнитной волны в кабеле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 391384, кл. 6 01 В 7/02, 1971.

2. Приборостроение и средства автоматизации контроля. Под. ред.

С.И.Фрейберга, ВИНИТИ, М., 1961, с.260.

3. Авторское свидетельство СССР

В 567085, кл. 6 Ol Ь 7/02, 1971 (прототип).