Устройство для бесконтактной передачи электрических сигналов от вращающегося объекта к неподвижному Советский патент 1983 года по МПК G08C9/02 

Изобретение относится к электротехнике н части создания систем передачи от вращающихся объектов к неподвижным -переменным аналоговых электрических величин и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности в атомном машиностроении и котлостроении, например, для передачи сигналов от вращающегося ультразвукового искателя к дефектоскопу; при неразрушсцощем контроле изделий.

Известно устройство для бесконтактной передачи электрических сигналов от вращающихся объектов к неподвижному, содержащее ротор, выполненный в виде диска, на котором расположены емкостно-чувствительные элементы, статор, на диске которого расположены две группы четных и нечетных емкостно-чувствительных элементов, чередующихся между собой и соединенных внутри группы электрически параллельно

Недостатком устройства является то, что при вращении ротора в устройстве происходит накопление статического заряда электричества, разряд которого может сорвать автоколебательный, процесс и тем самым исключить возможность прохождения полезного сигнала..

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для бесконтактной передачи электричес1 их сигналов от вращающегося объекта к неподвижному, содержащее статорную пластийу с металлическими изолированными . друг от друга вставками, которые являются соответствующими обкладками дискретных конденсаторов, роторную пластину, укрепленную на заданном расстоянии от статорной и содержащую изолированные друг от друга металлические вставки - вторые обкладки соответствующих дискретных конденсаторов) вставки расположены на поверхностях статорной и роторной пластин 2 3. .

Недостатками известного устройства являются значительные потери . энергии и низкая помехрзащищенность при передаче электрических сигналов Что вызвано таким конденсаторным способом передачи сигналов, когда прослойка воздуха между обкладками конденсатора, обладающая низкой диэлектрической проницаемостью (Е 1) обусловливает передачу электрических сигналов с большими потерями по амплитуде и, кроме того. происходит образование заряда статического электричества, снимающего помехозащищенность устройства.

Цель изобретения - уменьшение потерь энергии при передаче электрических сигналов и повышение помехозащищенност ;

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для бесконтактной передачи электрических сигналов от вращающегося объекта к неподвижному, содержащем статорную плаотину С металлическими изолированными друг от друга вставками, которые являются соответствующими обкладками дискретных конденсаторов, роторную пластину, укрепленную на заданием расстоянии от статорной и содержащую изолированные друг от друга металлические вставки, которые являются вторыми обкладками соответствующих .дискретных конденсаторов, статорные и роторные пластины выполнены с пазами, в которых расположены упомянутые металлические вставки, пазы заподлицо заполнены диэлектриком с высокой диэлектрической проницаемостью, а промежуток между статорной и роторной пластинами заполнен проточной жидкостью.

На фиг. 1 представлено устройство для бесконтактной передачи электрических сигналов от вращающегося объекта к неподвижному, поперечный разрез; на фиг. 2 - установка для ультразвукового контроля для бесконтактной передачи сигналов от искателей к дефектоскопу, вид спереди.

Устройство для бесконтактной передачи электрических сигналов от вращающегося объекта к неподвижному содержит статорную пластину 1 с металлическими изолированными друг от вставк.ами 2, которые являются первыми обкладками соответствуйзщих Дискретных конденсаторов-, роторную пластину 3, укрепленную на заданном растоянии от статорной пластины 1. Роторная пластина 3 содержит изолированные друг от друга, ме-. таллические вставки 4, которые являются вторыми обкладками соответствующих дискретных конденсаторов. Статорные и роторные пластины выполнены с пазами, в которых расположены упомянутые металлические вставки 2 и 4. Пазы 9а11одлицо заполнены диэлектриками 5 и 6 с высокой ди- электрической проницаемостью, а промежуток между статорной 1 и роторной 3 пластинами заполнен проточной жидкостью 7.

Для уменьшения величины потерь проходящего сигнала устройство имеет катушки 8 индуктивности, соеди-. ненные с обкладками упомянутых конденсаторов . .

Описанное устройство может быть использовано в комплекте с установкой для ультразвукового контроля изделий цилиндрической формы (фиг. 2)

Установка содержит станину 9, на направляющих 10 которой установлен контрольный блок 11, включающий преобразователи (искатели) 12 и дефектоскоп (не показан). Преобразователи 12 электрических сигналов, скреплены с механизмом их вращения, выполненным в виде установленной на опорных роликах 13 планшайбы 14 с приводом и центральным отверстием для объекта 15 контроля. На ободе планшайбы 14 жестко зак реплена роторная пластина 3 устройства для бесконтактной передачи электрических сигналов, выполненная в виде плоского кольца по размеру обода планшайбы, на рабочей поверхности которого имеются концентричес кие замкнутые пазы по..количеству преобразов ателей электрических сигналов - дискретных конденсаторов (каналов передачи сигналов). В каждом пазе электрически изолированног от материала кольца уложена металлическая вставка 4 (одна из обкладок соответствующего дискретного Конденсатора), на которой заподлиц с рабочей поверхностью -кольца (роторной пластины 3) нанесен слой (Диэлектрика 6 с высоким коэффициен том диэлектрической проницаемости, например, из керамики высокочастот ных конденсаторов(Е 1000-2000). Аналогичным образом выполнены совм щенные соосно с указанными пазами ррторной пластины 3 пазы- в статорной пластине1 устройства. Статорная пластина 1 выполнена в виде се тора, закрепленного на корпусе контрольного блока 11 с помощью по пружиненных штоков. В каждый паз сектора (статорной пластины 1) уложена металлическая вставка 2 (вторая обкладка соответ вующего дискретного конденсатора), электрически изолированная как от материала сектора, так и со стороны его рабочей поверхности с помощью диэлектрика 5, такого же, как и диэлектрик 6 в пазах роторной плас тины 3. Зазор между рабочими поверхност ми сектора - статорной пластины 1 плоского кольца - роторной пластины 3 заполнен проточной жидкостью 7 с высоким коэффициентом диэлектрической проницаемости , являющейся средним слоем между двумя слоями твердых диэлектриков 5. и 6, служа.щих изоляцией для обкладок 2 и 4упомянутых конденсаторов. В качест ве жидкости может быть использован вода, поступающая из распылителей 16, патрубков 17, соединенных с ем костью 18. Эта емкость в свою очередь соединена с магистралью этой жидкости (не показана). Для электрического согласования конденсатора каждого канала связи, обеспечивающего уменьшение потерь проходящих сигналов, устройство снабжено катушками 8 индуктивности, часть которых соединена с .сигнальными проводами со стороны роторной части устройства, а остальная часть подключена к сигнальньм проводам передачи электрических сигналов статорной части, к преобразователям и обратно, при этом второй конец кажг дои катушки индуктивности закреплен на корпусе ротора и статора устройстве. . Работа устройства для бесконтактной передачи электрических сигналов от вращающегося объекта к неподвижному описана совместно с работой установки ультразвукового контроля. В контрольном блоке 11, который на направляющих 10 закреплен на станине 9, приводятся во вращение преобразователи-искатели 12 с помощью механизма вращения, включающего планшайбу 14 с приводом. Одновременно с этим в зазор между рабочими поверхностями плоского кольца - роторной пластины 3 и сектора - статорной пластины 1 подается жидкость 7 из емкости 18 через патрубки 17 и распылители 16. При этом воздух начинает вытесняться из упомянутого зазора жидкостью 7, которая полное- . тью. заполняет зазор, а ее излишки начинают стекать по элементам конструкции устройства в канализацию. Только после такой подготовительной операции в центральное отверстие вращающейся планшайбы 14 поступает объект 15 контроля и с ним начинают контактировать преобразователи-искатели 12, в результате чего неэлектрически величины, например колебания объекта 15 контроля, преобразуются в электрические сигналы переменной величины и от преобразователей 12 пе проводам Начинают поступать на роторную часть контроль ного блока 11 последовательно, например, ; на одну обкладку 4. конденсатора, уложенную в пазе плоского кольца роторной пластины 3, закрепленного на ободе планшайбы 14. После чего элек-ьрический сигнал проходит через нанесенный на упомянутую обкладку слой 6 диэлектрика с боль-. шим коэффициентом диёлектрической проницаемости, а далее череэ слой жидкости 7 и слой 5 материала с большим коэффициентом диэлектрической проницаемости, находящийся в соответствующем пазу статорной плавтины 1 (сектора, закрепленного на корпусе контрольного блока 11), на обкЛадку 2, уложенную в упомянутом паэу сектора. С этой обкладки конденсатора электрический сигнал поступает на регистрирующее устройiCTBp (не показано). Эта связь тем

УСТРОЙСТЙО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ. ОТ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА К НЕПОДВИЖНОМУ, содержащее статорную пластину с металлическими изолированными друг отдруга вставками, которые являются соответствующими обкладками дискретных конденсаторов, роторную пластину, укрепленную на заданном расстоянии от статорной и содержащую изолированные друг от друга металлические вставки, которые яв- ляются вторьони обкладкаи ш соответствующих дискретных конденсаторов, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь энергии и повышения помехозащищенности при передаче электрических сигналов, статорные и роторные пластины выполнены с пазами, в которых расположены упомянутые металлические вставки, пазы заподлицо заполненыдиэлектриком с высокой диэлектрической проницаемостью, а промежуток между статорной и роторной пластинами заполнен проточной жидкостью. Од 00 о: