Устройство для измерения температуры вращающихся объектов Советский патент 1985 года по МПК G01K13/08 

1

Изобретение относится к температурньм измерениям и может быть использовано для измерения температур вращанщихся объектов.

Известно устройство для измерени температуры вращающихся объектов, содержащее термопары, укрепленные на вращающемся объекте и подключенные к обмоткамJ размещенным на ферромагнитном сердечнике, укрепленном на том же объекте, проходящем при вращении через зазор П-образного неподвижного магнитопровода с измерительным датчиком в В1зде элемента Холла помещенном в разрезе магнитопровода, причем в рабочем зазоре магнитопровода установлена дополнительная неподвижная обмотка, аналогичная подвижной, под1шюченная через ключ к регулирующему источни ку тока С X

Однако данное устройство не позволяет получать информацию об нз меряемой температуре в цифровой форме.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения температур вращакяцихся объектов, содержащее кроме указанных вьше элементов усилитель, соед;ииенный с устройство запоминания и сравнения и дифференциатором, выходы которого соединены с двумя ограничителями, триггер, выход которого соединен с входом генератора счетных импульсовс клнгчевым устройством выход которого через коммутатор соединен с одним из счетчиков измерительных импульсов, датчик числа оборотов, причем в качестве регулир уемого источника тока используется генератор пилообразного тока, выход которого соединен с дополнительной неподвижной обмоткой, а вход соединен с вторым выходом триггера, первый вход которого соединен с выходом второго ограничителя, а второй вход - с выходом устройства заломинання и сравнения, при этом управлякщий вход коммутатора соединен с выходом первого ограничителя 23

Недостаток известного устройства заключается в том, что в случае отказа чувствительного элемента какойлибо контролируемой точки теряется соответствие номеров счетчиков измерительных импульсов и номеров

762

контролируемых точек. Кроме того отсутствует возможность определения номера отказавшего чувствительного элемента.

Цель изобретения - повышение надежности контроля температуры и определение неисправной контролируемой точки.

Указанная цель достигается тем,

что в устройство, содержащее термопары, укрепленные на вращакндемся объекте и подключенные к подвижным обмоткам, размещенным на ферромагнитных сердечниках, укрепленных на

том же объекте, проходящих при.вращении через зазор неподвижного П-образного магнитопровода, измерительный датчик в виде элемента Холла, помещенный в разрез П-образного магн-итопровода, неподвижную дополнительную обмотку, регулируемый источник тока, усилитель, блок запоминания и сравнения, дифференциатор, ограничитель, триггер, генератор

счетных импульсов с ключевым устройством, коммутатор с управляющим счетчиком, счетчики измерительных импульсов, лричем выход измерительного датчика через усилитель связан

с входами дифференциатора, выход которого через ограничитель соединен с одним входом триггера, и блока запоминания и сравнения, выход рого соединен с вторым входом триггера, выходы Которого соединены соответственно с входами регулируемого источника тока, выход которого соединен с входом неподвижной обмотки, и генератора счетных импульсов выход которого с помощью коммутатора подключен к счетчикам измерительных импульсов, введены узль вьделения строб-импульса и блок формирования и деления импульса,, вход которого

соединен с выходом узла вьщеления

S строб-импульса, а выход - с управляющим входом коммутатора.

На чертеже представлена блоксхема устройства для измерения текпёратуры вращающихся объектов.

Устройство содержит термопары 1, укрепленные ка вращающемся объекте и подключенные к подвижным обмоткам бесконтактного токосъемника 2 инS дукторного типа, размещенным н ферромагнитных сердечниках, укрепленных на том же объекте, проходящих при вращении через зазор неподвижного П-образного магнит опровода это го токосъемника, измерительный датчек в виде элемента 3 Холла, помещенный в разрез П-образного магнито провода, дополнительную обмотку 4, узел 5 вьщеления строб-импульса, регулируемый источник 6 тока, усилитель 7, блок 8 запоминания и сравнения, дифференциатор 9, блок 10 формирования и деления импульса ограничитель 11, триггер 12, генератор 13 счетных импульсов с ключевым устройством, коммутатор 14с управляющим счетчиком и счетчики 5 измерительных импульсов. Выход датчика 3 через усилитель соединен с входами дифференциатора и блок4 8. Выход дифференциатора 9 через ограничитель 11 соединен с одним из входов триггера 12, а выхо блока 8 - с вторым входом триггера. Выходы триггера 12 соединены соотве ственно с входами источника 6 и генератора 13- Выход источника 6 . подключен к неподвижной обмотке 4, а выход генератора 13 с помощью коммутатора 14 - к счетчикам 15. Устройство работает следукяцим образом. При вращении объекта подвижные обмотки поочередно проходят через П-образный магнитопровод токосъемни ка 2. Так как через эти обмотки про ходят токи, пропорциональные напряжеиию, подаваемому термопарами 1, то при прохождении каждой обмотки в магнитопроводе появляется импульс магнитного потока, пропорциональный току в соответствукяцей обмотке, а , значит и напряжению термопары 1.. Пр возникновении импульса магнитного потока на выходе элемента 3 Холла появляется импульс напряжения, который усиливаетеяимпульсным усилителем 7 и подается на вход блока В запоминания и сравнения, где амплитуда импульса запоминается, и на вход дифференциатора 9. Строб-импульс узла 5, совмещенный во времен с измерительной опорной (например, первой) контролируемой точкой, поступает на вход блока iО, который формирует импульс, длительность ко торого равна периоду вращения объек та, и делит этот импульс на число импульсов, равное числу контролируе мых точек. Полученные импульсы поступают На управляющий счетчик коммутатора 14, который подключает к выходу генератора 13 счетных импульсов счетчик 15 измерительных импульсов, соответствующий номеру термопары 1, подвижная обмотка которой в данный момент проходит через магнитопровод устройства 2. С приходом заднего фронта импульса на дифференциатор 9 последний вьщает со своего выхода импульс через ограничитель 11 на первый вход триггера 12, который перебрасывается и выдает сигналы с одного выхода на ключевое устройство генератора 13 счетньпс импульсов, с выхода которого через коммутатор 14 поступают импульсы на соответствующий счетчик 15, а с другого выхода - на вход генердтора 6 пилообразного тока, с вьпсода которого линейно нарастающий ток поступает на дополнительную обмотку 4, от действия магнитного потока которого на выходе элемента 3 Холла появляется линейно нарастагацее напряжение, которое усиливается усилителем 7 и поступает на вход блока 8 запоминания и сравнения, где оно вычитается из амплитуды запомненного импульса, и в момент их равенства блок 6 выдает импульс на второй вход триггера 12, который перебрасьтается в исходное состояние. Соответственно закрьшается ключевое устройство генератора 13 счетных импульсов, измерительные импульсы перестают поступать на вход счетчика 15 измерительных импульсов. Одновременно отключается генератор 6 пилообразного тока и внутри него включается схема приведения тока к нулю, Количество импульсов, сосчитанных счетчиком с момента начала развертки пилообразного напряжения на входе блока 8 запоминания и сравнения до момента равенства с амплитудой запомненного сигнала, однозначно характеризует величину передаваемого напряжения, а следовательно, и измеряемую температуру. С приходом следующего измерительного импульса от другой вращающейся обмотки все процессы повторяются и т.д. Если по какой-либо причине произййдет отказ чувствительного элемента (например, второй контролируемой точки) устройства 2 и на выходе элемента 3 Холла будет отсутствовать

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ, содержащее термопары, укрепленные на вращающемся объекте и подключенные к подвижным обмоткам, размещенным на ферромагнитных сердечниках, укрепленньгх на том же объекте, проходящих при вращении через зазор неподвижного П-образного магнитопровода, измерительнь1й датчик в виде элемента Холла, помещенный в разрез П-образного магнитопровода, неподвижную дополнительную обмотку, регулируемый источник тока,. уснли тель, блок запоминания и сравнения, дифференциатор, ограничитель, триггер. генератор счетных импульсов с клиг чевым устройством, коммутатор с управляющим счетчиком, счетчики измерительных импульсов, причем выход измерительного датчика через усилитель связан с входами дифференциатора, выход которого через ограничитель соединен с одним входом тр иггера, и блока запоминания и сравнения, выход которого соединен с вторым входом триггер, выходы которого соединены соответственно с входами регулируемого источника тока, выход которого соединен с входом неподвижной обмотки, и генератора счетных импульсов, выход которого с помощью коммутатора подключен к счетчикам (Л измерительных импульсов, о т л и с чающееся тем, что, с целью повьшения надежности контроля температуры, и определения неисправной контролируемой точки, в него введены узел вьделения строб-импульса и блок формирования и деления импульел са, вход которого соединен с выходом Об 00 узла вьщеления строб-импульса,а выход - с управляклцим входом комму татора. СЬ