Тахометрический измеритель скорости движения воздуха Советский патент 1986 года по МПК G01F1/75 G01P13/00 

тоянный магнит 3, усилитель 5, формирователь 6 стабильных по амплитуде импульсов. При вращении крьшьчат- ки ее лопасти проходят над катушкой 4 с постоянным магнитом 3, установленным так , что его ось намагниченности перпендикулярна оси катушки и торцам лопастей. Так как расстояние между лопастями больше, чем поперечные размеры магнита, то скорость изменения магнитного потока при подходе торца лопасти к магниту

Изобрете 1ие относится к приборостроению, в частности к тахометри- ческим анемометрам, и может быть использовано для автоматического дистанционного контроля направления скорости движения и расхода воздуха в горных выработках шахт, в том числе опасных по газу или пьши.

Целью изобретения является обеспечение контроля направления движения воздуха и расширение области применения измерителя.

На фиг. 1 представлена пpинц пи- альная электрическая схема тахомет- рического измерителя скорости движения воздуха; на фиг. 2 - кривые изменения магнитного потока в катушке индуктивности и форма сигналов e(t) и u(t) в характерных точках схемы А и В соответственно при нормальном режиме проветривания и при реверсировании воздушной струи.

Измеритель содержит блок 1 питания, устанавливаемый совместно со схемой преобразования импульсов на поверхности в аппаратной диспетчерской шахты, крьшьчатку 2, армированную по торцам лопастей пластинами из магнитомягкого материала, стержневой постоянной магнит 3, имеющий поперечное поле, с катушкой 4 индуктивности, логарифмический усилитель 5, формирователь 6 стабильных по амплитуде импульсов, дифференцирующую цепочку 7, интегратор 8, модулятор 9 тока в линии связи, показывающий прибор 10, параметрический стабилизатор 11, линию 12 связи

210061

и при выходе из его поля меньше, чем при проходе над магнитом. В катушке 4 наводится выходе блока 5 появляютсяасимметричные по длительности импульсы. Частота следований полученных импульсов про- пордиональна частоте вращения крыльчатки и несет информацию о скорости движения воздуха, а скважность импульсов несет информацию о направленности воздушного потока. 2 ил,

(не показана), усилитель-ограничитель 13, интегрирующую цепочку 14, индикаторы 15 направления воздушного потока,формирователь 16 импульсов

стабильной вольт-секундной площади, интегратор 17 и регистрирующий прибор 18.

Блок 1 питания состоит из силового трансформатора 19 с двумя вторичными обмотками 20 и 21, выпрямительных мостов 22 и 23, элементов 24 и 25 искрозащиты и двухполярного стабилизатора 26 напряжения. Резистор 24 и диоды-стабилитроны 25

обеспечивают искробезопасность выходного напряжения с обмотки 20, служащего для питания схемы преобразования скорости движения воздуха в электрические импульсы, напряжение

обмотки 21 после выпрямления и

стабилизации используется для питания схемы преобразования импульсов в токовой Сигнал.

Измеритель работает следуюцщм образом. .

При вращении крыльчатки (для случая нормального направления потока) ее армированные лопасти проходят над катушкой 4 с постоянным магнитом 3,

установленным таким образом, что его ось намагниченности перпендикулярна оси катушки и торцам лопастей крыльчатки. При этом магнитный поток, пересекающий витки катушки 4, изменяется по кривой Q (фиг. 2). Так как расстояние между лопастями значительно больше, чем поперечные размеры магнита 3, то скорость изV

менения магнитного потока при подходе торца лопасти к магниту и при выходе из его поля меньше, чем при проходе торца лопасти над магнитом. В катушке 4 индуктивности наводится ЭДС. Форма импульсов, возникающих в катушке 4 (точка А, фиг. 1), представлена кривой & (фиг, 2). На выходе логарифмическог усилителя 5 появляются асимметричны по длительности импульсы (кривая Ь фиг. 2).

При реверсировании воздушной струи изменение магнитного потока в катушке и импульсы в характерных точках имеют обратную форму (кривые г, J и е , фиг. 2) .

Частота следования полученных импульсов пропорциональна частоте вращения крыльчатки и несет информацию о скорости движения воздуха, а скважность импульсов несет информацию о направлении воздушного потока

Сигнал с логарифмического усилителя поступает на формирователь 6 стабильных по амплитуде импульсов (триггер Шмитта). Импульсы с триггера Шмитта управляют работой модулятора 9 така в линии связи, причем глубину модуляции можно изменять за счет величины сопротивления резистора 27. Дифференцирующая цепочка 7 преобразует импульсы с формирователя 6 в импульсы стабильной вольт-секундной площади,, которые поступают на интегратор 8, выходной сигнал которого пропорционален скорости потока. Нагрузкой интегратора является показывающий прибор 10, Резисторы 28 и 29 предназначены для градуировки показывающего прибора 10 по скорости и расходу воздушного потока соответственно.

Выделение импульсов на поверхности осуществляется с резистора 30 через разделительные конденсаторы 31. Усиленные блоком 13 импульсы подаются на интегрирующую цепочку 14 и на формирователь 16. Полярность напряжения, вьщеляемогр на конденсаторе интегрирующей цепочки 4, зависит от направления движения воздушного потока. При нормальном направлении воздушного потока открывается транзистор 32 и зажигается

1006 ,

индикатор 33 направления (светбдиод зеленого свечения). При изменении направления воздушного потока открывается транзистор 34 и зажигается 5 светодиод 35 красного свечения. Преобразователь 16 (ждущий мультивибратор) вырабатывает импульсы, стабильные по амплитуде и длительности, частота следования которых

10 несет информацию о скорости движения воздуха. Преобразование их в унифицированный токовый сигнал осуществляется блоком 17. С помощью резисторов 36 и 37 осуществляется

5 градуировка регистрирующего прибора 18 по скорости и расходу воздуха в горной выработке.

Блок 17 выполнен в виде интегратора на микросхеме 38 и усилителя

20 тока на транзисторе 39. Кнопка 40 позволяет изменять постоянную времени интегратора, что облегчает градуировку измерителя.

25 Формула изобретения

1.Тахометрический измеритель скорости движения воздуха, содержа- пщй крьшьчатку, лопасти которой

jQ снабжены магнитомягкими вставками, индукционньй преобразователь, выполненный в виде катушки с постоянным магнитом, подключенной к последовательно соединенным усилителю, формирователю импульсов, интегратору, модулятору тока в линии связи, регистратору, и блок питания, отличающийся тем, что, с целью обеспечения контроля направления движения воздуха и расширения области применения, постоянный магнит ориентирован своей осью намагниченности перпендикулярно оси катушки индукционного датчика вдоль траектории движения магнито- мягких вставок лопастей крыльчатки, при этом усилитель выполнен логарифмическим.

2.Измеритель по п. 1, отли- чающийся тем, что поперечный размер постоянного магнита по оси намагниченности составляет менее половины шага лопастей крыльчатки.

35

40

45

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для автоматического дистанционного контроля направления, скорости движения и расхода воздуха в горных выработках шахт, в том числе опасных по газу и пыли. Цель изобретения - обеспечение контроля направления движения воздуха и расширение области применения измерителя. Для этого измеритель содержит блок 1 питания, крыльчатку 2, армирован- ную по торцам лопастей пластинами из магнитомягкого материала, посi (Л ьо о о О5 тяЛ.

(Риг. 2