ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВИБРОСКОРОСТИ Российский патент 2014 года по МПК G01H11/02 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить надежность и помехоустойчивость преобразования.

Ближайшим к предложению по технической сущности и решаемым задачам является преобразователь виброскорости [1].

Этот преобразователь виброскорости содержит корпус, немагнитное основание, размещенную в корпусе двухсекционную измерительную обмотку, охваченную магнитной втулкой, полую немагнитную ось с закрепленным в ней ферромагнитным сердечником и жестко установленную в двухступенчатом отверстии основания, обращенном ступенью меньшего диаметра во внутреннюю часть корпуса, установленный соосно с сердечником оси и свободно охватывающий ось кольцевой постоянный продольно намагниченный магнит, выводной кабель, жилы которого электрически соединены с концами обмотки.

Недостатками этого преобразователя являются низкая конструктивная, информационная надежность и удобство эксплуатации.

Техническим результатом предлагаемого преобразователя является повышение конструктивной и информационной надежности и удобства эксплуатации.

Достигается технический результат тем, что преобразователь виброскорости, содержащий корпус, немагнитное основание, размещенную в корпусе двухсекционную измерительную обмотку, охваченную втулкой из магнитного материала, полую немагнитную ось с закрепленным в ней ферромагнитным сердечником и жестко установленную в двухступенчатом отверстии основания, обращенном ступенью меньшего диаметра во внутреннюю часть корпуса, установленный соосно с сердечником оси и свободно охватывающий ось кольцевой постоянный магнит, выводной кабель, жилы которого электрически соединены с концами обмотки в радиальном отверстии основания, отличающийся тем, что преобразователь снабжен втулкой из немагнитного материала с малым коэффициентом трения, крышкой из немагнитного высокоэлектропроводящего материала, установочным немагнитным винтом и электрическим разъемом, при этом втулка из магнитного материала выполнена высотой, не меньшей высоте обмотки, форма полой оси выполнена в виде гвоздя, шляпа которого выполнена правильной цилиндрической формы и диаметром, меньшим диаметра первой ступени отверстия в основании, но большим диаметра второй ступени отверстия в основания, при этом диаметр оси выполнен меньшим диаметра второй ступени основания на величину минимального технологического зазора, крышка выполнена в виде блина с уступом, диаметр которого выполнен меньшим внутреннего диаметра обмотки на величину технологического зазора, с глухим отверстием со стороны уступа, диаметр глухого отверстия выполнен большим диаметра оси, а диаметр блина выполнен равным внешнему диаметру магнитной втулки, при этом уступ крышки плотно размещен в верхней части обмотки, конец оси размещен в глухом отверстии крышки, магнит расположен свободно между внутренними торцами крышки и основания и жестко закреплен на втулке, которая на скользящей посадке размещена на оси, установочный винт размещен в первой ступени отверстия в основании и жестко прижимает шляпу оси к внутреннему торцу малого отверстия в основании, при этом корпус с основанием соединен с помощью винтов, шляпки которых размещены в потайных отверстиях, изготовленных с нижней стороны основания, радиальное отверстие в основании с пропаянными концами обмотки и соответствующими жилами кабеля залито неэлектропроводящим компаундом, кабель центрируется и закрепляется в отверстии основания с помощью фиксирующей втулки, а жилы свободного конца кабеля пропаиваются с соответствующими контактами разъема.

На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит трехступенчатое из немагнитного материала основание 1. По периферии основания изготовлены отверстия O₁, предназначенные для прикрепления преобразователя с помощью винтов к поверхности контролируемого объекта. Несколько ближе к центру основания изготовлены сквозные потайные отверстия, обращенные потайной частью к низу (наружной части) основания,

На средней ступени основания на плотной посадке размещен корпус 2, изготовленный из магнитного или парамагнитного материала в виде глухой втулки с цилиндрическим расширением со стороны открытого торца втулки. В цилиндрическом расширении изготовлены отверстия с резьбой, в которые вкручиваются концы винтов 3 с потайной головкой.

Внутри корпуса 2 размещена втулка 4 из магнитного материала. Внутри втулки размещена двухсекционная со встречным включением секций обмотка 5.

Сверху втулка 4 и обмотка 5 накрыты крышкой 6.

Крышка 6 выполнена в виде блина с уступом, диаметр которого выполнен меньшим внутреннего диаметра обмотки на величину технологического зазора, с глухим отверстием О₃ стороны уступа. Со стороны уступа в крышке изготовлено глухое отверстие диметром, обеспечивающим тугую посадку конца оси в отверстие крышки.

Через центральное отверстие в основании 1 внутрь корпуса 2 вставлена полая немагнитная ось 7, выполненная по форме гвоздя, шляпа которого выполнена правильной цилиндрической формы и диаметром, меньшим диаметра первой ступени отверстия в основании, но большим диаметра второй ступени отверстия в основания.

Внутри оси размещен цилиндрический ферромагнитный сердечник 8.

Втулка 9, выполненная из немагнитного материала с малым коэффициентом трения, размещена на скользящей посадке на оси 7.

На втулке 9 жестко размещен постоянный кольцевой магнит 10.

Шляпка оси 7 с нижней стороны прижата к внутреннему торцу малого отверстия в основании 1 с помощью установочного винта 11 из немагнитного материала.

Концы 12 обмотки пропаяны с соответствующими жилами одного конца кабеля 13, размещены внутри радиального отверстия основания, залитого диэлектрическим компаундом 14, например, эпоксидной смолой.

Конец кабеля 13 закреплен в радиальном отверстии основания с помощью уплотнителя 15 и фиксирующей с наружной резьбой втулкой 16.

Жилы наружного конца кабеля электрически соединены с соответствующими контактами электрического разъема 17.

Преобразователь крепится к контролируемому объекту с помощью винтов через отверстия O₁.

Принцип действия преобразователя заключается в следующем. При воздействии вибрации вдоль оси 7 обмотка 5 совершает перемещения относительно магнита 10, отстающего от перемещений обмотки благодаря силе инерции. В результате, в секциях обмотки индуктируется ЭДС е, величина которой определяется законом электромагнитной индукции Фарадея:

e=dΨ/dt=k·Ψ·v,

где k - коэффициент, определяемый параметрами преобразователя,

v - скорость перемещения обмотки относительно магнита.

Преимущества предлагаемого преобразователя объясняются следующим.

1. Изготовление оси в виде гвоздя без резьбы позволяет разместить ось строго по центру. Это приводит к наименьшему коэффициенту трения втулки 9 об ось. Следовательно, эта особенность приводит к повышению информационной надежности, равно, как и снабжение преобразователя втулкой, снижающей трение до возможного минимума.

2. Снабжение преобразователя крышкой из высокоэлектропроводящего материала приводит к снижению воздействия электромагнитных полей на обмотку и магнит преобразователя, что также способствует повышению информационной надежности преобразователя.

3. Изготовление оси без изготовления на ее частях резьбы упрощает изготовление оси и основания и повышает конструктивную надежность вибропреобразователя.

4. Соединение корпуса с основанием с помощью винтов через потайные отверстия в основании исключает разъединение корпуса и основания ввиду ограничения перемещения винтов поверхностью контролируемого объекта.

5. Фиксация оси с помощью установочного винта и размещение конца оси на тугой посадке в отверстии крышки повышает конструктивную надежность фиксации оси в заданном расчетном положении, что повышает и конструктивную, и информационную надежность преобразователя.

6. Заливка компаундом радиального отверстия основания, в котором размещены припаянные друг к другу соответствующие концы обмотки и кабеля, предотвращает вибрационную тряску концов проводов обмотки и кабеля, что повышает конструктивную надежность преобразователя.

7. Снабжение вибропреобразователя электрическим разъемом позволяет повысить конструктивную надежность вибропреобразователя и удобство его эксплуатации.

Источники информации

1. Патент SU №1501686 А1, кл. G01Н 11/02, автора Тарханова О.В.

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для контроля параметров вибрации и позволяет повысить надежность и помехоустойчивость преобразования. Преобразователь виброскорости включает в себя корпус, немагнитное основание, размещенную в корпусе двухсекционную измерительную обмотку, охваченную втулкой из магнитного материала, полую немагнитную ось с закрепленным в ней ферромагнитным сердечником и жестко установленную в двухступенчатом отверстии основания, обращенном ступенью меньшего диаметра во внутреннюю часть корпуса, установленный соосно с сердечником оси и свободно охватывающий ось кольцевой продольно намагниченный постоянный магнит, выводной кабель, жилы которого электрически соединены с концами обмотки в радиальном отверстии основания. При этом преобразователь снабжен втулкой из немагнитного материала с малым коэффициентом трения, крышкой из немагнитного высокоэлектропроводящего материала, установочным немагнитным винтом и разъемом, при этом втулка из магнитного материала выполнена высотой, не меньшей высоты обмотки, форма полой оси выполнена в виде гвоздя, шляпа которого выполнена правильной цилиндрической формы и диаметром, меньшим диаметра первой ступени отверстия в основании, но большим диаметра второй ступени отверстия в основании, при этом диаметр оси выполнен меньшим диаметра второй ступени основания на величину минимального технологического зазора, крышка выполнена в виде блина с уступом, диаметр которого выполнен меньшим внутреннего диаметра обмотки на величину технологического зазора, с глухим отверстием со стороны уступа, диаметр глухого отверстия выполнен диаметром, обеспечивающим тугую посадку конца оси в отверстии крышки, а диаметр блина выполнен равным внешнему диаметру магнитной втулки, при этом уступ крышки плотно размещен в верхней части обмотки, конец оси размещен в глухом отверстии крышки, магнит расположен свободно между внутренними торцами крышки и основания и жестко закреплен на втулке, которая на скользящей посадке размещена на оси, установочный винт размещен в первой ступени, в которой нарезана резьба, отверстия основания и вкручен до упора со шляпой оси, при этом корпус с основанием соединен с помощью винтов, шляпки которых размещены в потайных отверстиях, изготовленных с нижней стороны основания, радиальное отверстие в основании с припаянными концами обмотки к соответствующим жилам кабеля залито неэлектропроводящим компаундом, кабель центрирован и закреплен в отверстии основания с помощью фиксирующей втулки, а жилы свободного конца кабеля припаиваются к соответствующим контактам разъема. Техническим результатом от реализации изобретения является повышение конструктивной и информационной надежности. 1 ил.

Преобразователь виброскорости, содержащий корпус, немагнитное основание, размещенную в корпусе двухсекционную измерительную обмотку, охваченную втулкой из магнитного материала, полую немагнитную ось с закрепленным в ней ферромагнитным сердечником и жестко установленную в двухступенчатом отверстии основания, обращенном ступенью меньшего диаметра во внутреннюю часть корпуса, установленный соосно с сердечником оси и свободно охватывающий ось кольцевой продольно намагниченный постоянный магнит, выводной кабель, жилы которого электрически соединены с концами обмотки в радиальном отверстии основания, отличающийся тем, что преобразователь снабжен втулкой из немагнитного материала с малым коэффициентом трения, крышкой из немагнитного высокоэлектропроводящего материала, установочным немагнитным винтом и разъемом, при этом втулка из магнитного материала выполнена высотой, не меньшей высоты обмотки, форма полой оси выполнена в виде гвоздя, шляпа которого выполнена правильной цилиндрической формы и диаметром, меньшим диаметра первой ступени отверстия в основании, но большим диаметра второй ступени отверстия в основания, при этом диаметр оси выполнен меньшим диаметра второй ступени основания на величину минимального технологического зазора, крышка выполнена в виде блина с уступом, диаметр которого выполнен меньшим внутреннего диаметра обмотки на величину технологического зазора, с глухим отверстием со стороны уступа, диаметр глухого отверстия выполнен диаметром, обеспечивающим тугую посадку конца оси в отверстии крышки, а диаметр блина выполнен равным внешнему диаметру магнитной втулки, при этом уступ крышки плотно размещен в верхней части обмотки, конец оси размещен в глухом отверстии крышки, магнит расположен свободно между внутренними торцами крышки и основания и жестко закреплен на втулке, которая на скользящей посадке размещена на оси, установочный винт размещен в первой ступени, в которой нарезана резьба, отверстия основания и вкручен до упора со шляпой оси, при этом корпус с основанием соединен с помощью винтов, шляпки которых размещены в потайных отверстиях, изготовленных с нижней стороны основания, радиальное отверстие в основании с припаянными концами обмотки к соответствующим жилам кабеля залито неэлектропроводящим компаундом, кабель центрирован и закреплен в отверстии основания с помощью фиксирующей втулки, а жилы свободного конца кабеля припаиваются к соответствующим контактам разъема.