Устройство для контроля положения рабочих органов механизмов Советский патент 1983 года по МПК G01D5/20 H03K17/95 G01B7/00 

Иэобрегеиме огносигся к контрольноизмерительной технике и может быть использовано, например, для контроля положения рабочих органов, механизмов и мв &1ин« перемешавсяаихся внутри толстостенHI.1X грубньк оболочек, Известно устройство для контроля путевых положений рабочих органов механизмов и машин, содержащее перемеша шийся внутри трубы постоянный магнит, связанный с контролируемым рабочим органом и взаимодействующий с электромагнитным датчиком, расположенным сна ружи трубы и включенным последовательно с обмоткой, размешенной в щели генераторного путеврго выключателя. При подмагничивании сераечник1а электромагнитного датчика полей Постоянного магни та происходит срабатьюание генераторного путевого выключателя Cl} . Недостаток известного устройства состоит в ограниченности области применения и недостаточной чувствительности, В указанном, устройстве между датчиком и пocтoяkным магнитом не должно быть никаких ферромагнитных элементов, а труба должна ть из неферромагнитного материала. Так как в качестве якоря использован нестойкий к коррозии постоянный магнит, то для его длительной и нормальной работоспосббности должна быть обеспечена сухая среда йлй он должен быть заключен в оболочку из немагнитного нержавеющего материале Но последнее обстоятельство усложняет конструк1Шю устройства и уменьшает чувствительность, так как увеличивается зазор между датчиком и постоянным магнитом. На недостаточную чувствитель ность влияет и то, что магнитгалй йоток постоянного магнита замыкается по всему контуру, а не направленно через сер дечник индуктивного датчика., Наибо)1ее близким к предлагаемому является устройство для контроля рабочих органов механизмов, содержашее с&я .занный с контролируемым рабочим органом ферромагнитный якорь, установлен- ный внутри ферромагнитной оболочки с диаметрально расположенными продольни|ми проточками, пхватывакяшй оболоян ку, 0-образный магнитшровод с расположенными напротив проточек встречно включенными обмотками, 9яект|х лагниг ный датчик подмагничиванш и индуктор 2 ИэБестное устройство харадстернзуется недостаточной надежностью и четкостью работы. Указанный недостаток объясняется недостаточной кратностью изменения магнитного потока, проходящего через сердечник электромагнитного датчика приотсутствии и налнчии ферромагнитного якоря в зо.не расположения 0-о(азного магнитопровода. Действительно, при отсутствии ферромагнитного якоря тонкая ферромагнитная стенка проточки, вьшолненной в ферромагнитной оболочке, находится в насыщении и какаато часть потока, достаточная для подмагннчивания электромагнитного датчика, замыкается через егосердечник.При приближении ферромагнитного якоря происходит перераспределение путей прохождения магнитных потоков, часть потока начинает замыкаться через него, уменьшается доля магнитного потока, замыкакшаяся через сердечник элет1фомагнитного датчика подмагничивания. Уменыыение этой части потока должно привести к исключению насыщения сердечника электромагнитного датчика. При недостаточной крайности изменения указанной части магнитного потока работа устройства становится ненадежной, возможгал как ложные срабатьюания, так и несрабатывания. НеоСкодимо уменьшить бы тотпдину стенки проточки, но это уменьшает прочность оболочки, усложняет шлюлнение пр« точки. Все устройство в целом и его монтаж R авсплуатаюш усложняются, так как 0-образный магнитопроВод с оболочками подмагничивания и сам датчик подмагничивания с его вторичной схемой предста&ляют на единую конструкцию, а по сути дела два разд:рга,ных зстройства. Это внзывает трудности как при сборке и монтаже устройства, так и при его изготовлении н эксплуаташга. Цель изофетения - повышение надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля положу ния рюбочих органов механизмов, содержащее связанный с контролируемым рабочим органом якорь, установленный внутри ферро1магнитной оболочки, на противоположньк концах диаметра которой установлены пе;рвыйи второй электромагнитные датчики, выходы обмоток которых соединены с катушкой, размешенной в шели генераторного путевого выключателя, на выходе которого включено реле, первая и вторая о&йоткн подмагничивания, расположенные на противоположных сторонах 0-образного магнитопровода, расположенного вокруг ферромагнитной обоJ10почки, выходы обмоток подмагничиванйя вкточены между собой ветре чнонпарал- . лельно, введены третья и четвертая обмо ки подмагничивания, вьшрямнтель, источник переменного тока, четыре трубки из токстроводящего немагнитного матери ла, ферромагнитные стержни, третья и четвертая обмотки подмагничивания расположены соосно первой и .второй обмоткам подмагничивания на О-офазном магянтопроводе и втючены ветре чнонпоследовательно между-первым выходом шгточ fiUKB переменного тока и первым входом выпрямителя, первая и вторая обмотки подмагничивания подключены к выходам выпрямителя, второй Екод которого соеди нен со вторым ы 1ходом источника лере менного тока, первая и вторая трубки расположены торпами к первому электро. магнитному датчику с противоположных его сторон а третья и четвертая трубки расположены торцами ко второму электро магнитиому датчику с противоположных его сторон, внутри всех трубок расположено по ферромагнитному стержню. На фиг. 1 приведено устройство, абшай вид; на фиг. 2 - электрическая схема устройства. Устройство состоит из ферромагнитуного якоря 1, связанного с контролируемым рабочим органом 2 и перемещающег ся внутри.трубы 3, охватывакшегсх трубу 3 0-обрааного магиитопровода 4с диаметрально расположенными и встречно включенными обмотками 5 подмагничивания, подключенными через вьшрями е тель 6 к источнику 7 переменного тока, электромагнитного датчика 8, взаимодействующего с магниткым полем обмоток 5 подмагничивания, включенного между вьшрямителем 6 и источником -7 переменного тока индуктивного датчика, взаимодейЬтву10шего с ферромагнитным .якорем 1 и выполненным в виде двух встречно и последовательно включенных обмоток 9, расположенных на О-обраэном магнитопроводе 4 соосно с обмотками 5 подмагничивайня. Электромагнитный датчик 8 размещен между; торцами 10 из токопроводящего немагнитного материала, установленных параллельно обмоткам 5 подмагшичивания и скрепленных другими торцами с боковыми сторонами 11 О-образного магнито провода 4, внутри которых с возможностью перемещения в осевом направлегши расположены ферромагнитные стержни 12. Электромагнитный датчик 8 элек74трически связан с катушкой 13, размещенной в щели генераторного путевого выключателя 15, на выходе которого включено реле 16. Конденсатор 17, включенный параллельно реле 16, исключает дребезг контактов при включениях и выключениях его, т.е. в переходных режимах. Вместо реле 16 может быть быть использован логический элемент или сигнал с генераторного путевого выключателя 15 может быть подан на другое командное устройство. Электромагнитный датчик 8 состоит из ойиотки 18 и сердечгщка 19 с прямоугольной петлей намагничивания. Возможность изменения положения стержня 12 в осевом направлении позволяет обеспечить регулировку момента срабатьтания устройства. Размещение двух электромагнитных датчиков 8 оправдано, когда к устройству предъявляется высокое требование по числу ОТ1ШЗОВ. Якорь установлен внутри ферромагнитной о(й лочки 2О. Устройство работает следующим образом. Пря отсутствии якоря 1 в зоне расположения 0-образного магнитопровода 4 магнитные потоки встречно включенных о&лоток 5 подмагничивания замыкаются по части магнитопровода, 4, ферромагнитным стержням 12 и /сердечнику 19 электромагнитного датчика 8. Так как сердечник 19 при этом находится в режиме насыщения, то индуктивность обмотки 18 мала и ток, протекающий рез последовательно с ней соединенную катушку 13, достаточен, чтобы перенес. ти Генераторный путной выключатель 15 во включенное состояние, в это время реле 16 включено. Переменный жвъмагнитный поток обмоток 9 замыкается по ферромагнитным стержням 12 в значительно кюньшей степени, так как в токопроводящих трубках 10 наводятся вихревые токи, которые препятствуют прохождению переменного магнитного потока по стержням 12, большей часть переменного магнитного потока замыкаерся через большой воздушный зазор между боюэвыми сторонами 11 О-образного магнитопровода 4, т.е. это по существу рассеяния.-Поэтому в данный момент индуктивность встречно и последовательно включенных обмоток 9 крайне мала. При подходе ферромагнитного якоря 1 к зоне расположения 0-о€разного маг нвтопровода 4 л зоисходит перераспредели ние пугей прохождения ма нктных погоков обмоток 5и 9. Постоянный магнитный поток обмоток 5 поамагничивания в значительной части начинает прокодить и через, массивный ферромагнитный якорь 1, при «том магнитный поток через сердечник 19 электромагнитного датч,лка У шаетхзя и он выходит иэ режима насьше НИН, магнитная проницаемсхзть материала его резко возрастает, индуктивнсх ть обмотки 18 увепичиваетхзя и генераторны путевой выкгаочатепь 15, а следовательно и репе 16 выключаются, так как умень шившийся ток, протекающий через последовагеяьно соединенную с обмоткой 18 катушку 13, не в состоянии сорвать коле бания генератора йыивлючагепя 15. Умен шению постоянного магнитного потока, замыкающегося через стержни 12 и сердечник 19 эяектрюманитного датчика, 8 способствует и уменьшение тока через обмотки 5 подмагничивания, так как теперь переменный магнитный поток последовательно с ними включенных обмоток 9 получает возможность замыкания через ферромагнитный якорь 1 и индуктивность их возрастает. Положительный эффект от использования предлагаемого изобретения заключается в увеличении надежности работы ycTройства. Объясняется это тем, что тепе переводсердечника 19 Ьлектромагникого датчика 8 из насышенкого состо ния в ненасыщенное при подходе ферромг агнитного якоря 1 обеспечивается не только за счет уменьшения магнитного опротивления между боковыми сторонами 11 магнитопровода 4 и перераспределения при этом путей прохождения Постоянного магнитного потока обмоток 5 подмагничивания, но и уменьшения через последние одновременно и тока за счет увеличения индуктивности обмоток 9, включенных до выпрямителя. Устройс 130 отличается компактностью, электромагнитный датчик 8 и О-образный магнитопровод 4 с обмотками предетавляют практически единую конструкцию, что очень важно и удобно при изготовлении, монтаже и эксплуатахши устройства. В устройстве обеспечивается регулировка момента срабатывания. Предлагаемое., устройство может использоваться для контроля положения рабочего органа, перемешающегося в трубе как из неферромагнитного материала, так и из ферромагнитного. Только в последнем случае необходимо выполнение протечек, как и в прототипе. Но в обоих случаях использование ферромагнитных стержней 12 позволяет обеспечить более направленное прохождение постоянного магнит ного потока через сердечник 19 электромагнитного датчика 8. Экономический эффект от использовантад изобретения обусловлен его техническими преимуществами.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ МЕХАНИЗМОВ, содержащее связанный с контролируемьш рабочим органом якорь, ус тановленный внутри ферромагнитной оболочки, на противоположных концах диаметра которой установлены; первый и второй электромагнитные датчики, выходы обмоток которых соединены с катушкой, размешенной в шепи генераторного путевого выключателя, на клходе которого включено реле первая и вторая обмотки подмагничивания, расположенные на противоположных сторонах 0-обраэного магнитопровода, расположенного вокруг ферромагнитной оболочки, выходы ойлоток подмагничивашш включены между собой встречно-параллельно, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности работы з тройства, в него введены третья и четвертая обмотки подмагничивания, выпрямитель, источник переменного тока, четыре из токопроводящего немагнитного материала, ферромагнитные стержни, третья и четвертая о& лотки подмагничивания расположены соосно первой и второй обмоткам подмагкичивания на О-образном Mai нитопроводе и включены встречно-последоватеяьно между первым выходом источника переменного тока и первым Екодом выпрймителя, первая и вторая обмотки подсл магничивания подключены к выходам выпрямителя, второй вход которого соединен с вторым выходом источника переменного тока, первая и втекая трубки ржшоложены торцами к первому электромагнитному . датчику с противоположных его сторон, а третья и четвертая трубки расположены ю торцами к второму электромагнитному ел с датчику с противоположных его сторон, внутри всех трубок расположено по ферромагнитному стержню .