Устройство для дистанционного контроля параметров вращающихся деталей машин Советский патент 1992 года по МПК G01P3/36 

Изобретение относится к машиностроению, и может Ьыть использовано в измерительных преобразователях на стендах при обкатке и испытаниях редукторов, а также в измерительных и диагностических комплексах

Известно устройство, состоящее из измерительного преобразователя с частотным пли двоично-кодированным выходом, устройства питания, кольцевого световода, закрепленного на валу вращающейся детали, при этом наружная поверхность световода концентрична оси вала, а внутренняя поверхность очерчена в виде витйа архимедовой спирали, концьт которой соединены плоскостью, перпенд w/лярно к которой закреплен светоизлу-атель Боковая поверхность

световода перекрыта непрозрачными центрирующими кольцами, а оптическая ось све- топриемника перпендикулярна оси вращения детали

Недостатком известного устройства является то, что в нем световой поток, отражаясь от внутренней поверхности рассеивается по всей наружной поверхности кольцевого световода Поэтому та часть светового потока, что преломляется во внешнюю среду дает ослабленный сигнал, который при малых значениях измеряемого параметра не всегда регистрируется свето- приемником, имеющим пределы чувствительности Это дает неполную информацию о характере изменения контролируемого параметра, снижает ее качество ограничивает область применения устройства. Кроме того, при исследовании динамических характеристик машин очень важно иметь информацию об изменении того или иного параметра во взаимосвязи с изменением кинематических характеристик. При использовании известного устройства измерительный комплекс необходимо дополнительно снабжать тахометром, а затем при обработке данных сопоставлять результаты.

Это дает значительную погрешность и малоэффективно, особенно для быстропро- текающих динамических процессов (пуск, ударные нагрузки, и др.).

Цель изобретения - повышение качества передачи информации.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для дистанционного контроля параметров вращающихся деталей машин, поверхность световода, очерченная спиралью Архимеда в радиальном сечении выполнена криволинейной в виде линзы с фокусным расстоянием, равным толщине световода и выпуклостью, направленной к оси вращения вала, наружная поверхность световода снабжена меткой с иной, по сравнению с материалом световода, оптической плотностью,

На чертеже изображена конструкция устройства.

Устройство содержит -измерительный преобразователь с частотным или двоично- кодированным выходом, блок питания, которые на чертеже не показаны, кольцевой световод 1, жестко связанный с валом 2, светоизлучате/ib З, закрепленный на световоде, светоприемник 4 на неподвижном основании, центрирующие кольца 5. Световод 1 выполнен в виде кольца, наружная цилиндрическая поверхность которого расположена симметрично оси вала и имеет специальную метку 6 из материала иной, чем световод оптической плотности, внутренняя поверхность световода выполнена в виде витка архимедовой спирали, которая в радиальном сечении криволинейна с выпуклостью, направленной к валу, причем кривизна внутренней поверхности, выполняющей роль собирающей линзы, изменяется по Nepe увеличения радиуса кривизны витка архимедовой спирали, так, что фокусное расстояние в радиальном сечении всегда равно толщине световода в данном сечении. Внутренняя поверхность имеет покрытие из пленки 7 с коэффициентом отражения близким к единице.

Устройство работает следующим образом. Светойзпучатель 3, преимущественно наиболее эффективного иноракрасного излучения, подключенный к блоку питания с частотным или двоично-кодированным выходом и установленный перпендикулярно плоскости, соединяющей концы витка архимедозой спирали, излучает в световод 1 световой поток, который многократно отражаясь от внутренней и наружной поверхностей, частично преломляется во внешнюю среду, где регистрируется свето0 приемником А. В светоприемнике 4 световой поток преобразуется в электрический сигнал, передается на усилитель и далее на регистрирующие приборы.

Выполнение внутренней поверхности

5 световода 1 криволинейной (сечение А-А) с переменным радиусом кривизны и покрытие ее пленкой позволит обеспечить полное внутреннее отражение, стабилизацию и фокусировку светового потока на линии

0 раздела сред световод-воздух по середине наружной поверхности, что существенно снижает потери от рассеяния, улучшает качество передаваемой информации и позволяет эффективно выполнять настройку устройства;

5 Установка на наружной поверхности световода специальной метки из материала, имеющего иную, чем световод, оптическую плотность, позволяет получить дополнительную информацию об изменении частоты вращения вала, что

0 необходимо при изучении динамических процессов переходных режимов.

Формула изобретения Устройство для дистанционного контроля параметров врящающихся деталей ма5 шин, содержащее светои.злучатель, располагаемый на вращающейся детали, и неподвижный светоприемник, оптически согласованные через световод, выполненный в виде кольца, наружная цилиндриче0 екая поверхность которого расположена симметрично относительно оси вращения вала, а внутренняя поверхность очерчена витком архимедовой спирали, концы которой соединены плоскостью, перпендику5 лярно к которой закреплен светоизлучатель, . причем боковая поверхность световода перекрыта непрозрачными центрирующими кольцами, а оптическая ось светоприемника перпендикулярна к оси вращения вала, о т 0 ли чающееся тем, что, с целью повышения качества передачи информации, внутренняя поверхность световода,очерченная витком архимедовой спирали, в радиальном сечении выполнена криволинейной в виде

5 линзы с фокусным расстоянием, ранным толщине световода, и выпуклостью, направленной к оси вращения вала, а наружная поверхность световода снабжена меткой с иной, по сравнению с материалом световода, оптической плотностью.

А-А

Использование: в измерительных преобразователях на стендах при обкатке и испытаниях редукторов Сущность изобретения: устройство содержит кольцевой световод 1, жестко связанный с валом 2, светоизлучатепь 3, закрепленный на световоде, светопрнемник и на неподвижном основании центрирующие кольца 5 Световод 1 выполнен в виде кольца, наружная цилиндрическая поверхность которого расположена симметрично оси вала и имеет Оптическую метку 6. Внутренняя поверхность световода выполнена в виде витка архимедовой спирали с выпуклостью, направленной к валу. Кривизна внутренней поверхности, выпопняющей роль собирающей линзы, изменяется по мере увеличения радиуса кривизны вигка спирали, так что фокусное расстояние в радиальном сечении всегда равно толщине световода в данном сечении Это обеспечивает полное внутреннее отражение, стабилизацию и фокусировку светового потока на линии раздела сред световод-воздух по середине наружной поверхности, что снижает потери на расстояние Оптическая метка 6 позволяет получить дополнительную информацию о частоте вращения объекта 1 ил