Устройство для измерения крутящего момента Советский патент 1974 года по МПК G01L3/12 

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящих моментов на валах, например, турбоэнергоагрегатов.

Известные устройства для измерения крутящего момента, содержащие два поляризационных диска, связанных с разными концами участка вращающегося вала и расположенные между источником лучистой энергии и фотодатчиком, включенным в мостовую измерительную схему, и регистрирующий прибор, имеют температурную погрешность, связаиную с изменением модуля упругости вала при изменении температу1ры.

Цель изобретения - повышение точности изме|рений. Это достигается тем, что устройство снабжено компенсационным температурным узлом, включающим отражательные зеркала, радиальные селектирующие поляроиды, фотодатчиии, усилители-формирователи и нормирующий преобразователь, выход которого подключен к мостовой измерительной схеме, а вход связан с выходами усилителей-формирователей, вход каждого из которых подключен на выход соответствующего фотодатчика, установленного на выходе пары радиальных селектирующих поляроидов, расположенных последовательно на пути отраженного от зеркала потока лучистой

Энергии вала и закрепленных один Неподвижно, а другой - на вращающемся диске.

На чертеже представлена конструктивная схема устройства.

Она содержит источник лучистой эне|ргаи, например квантовый оптический генератор 1 типа ОКГ-56, лазерный - мазе|рный луч 2, В|ращающийся диск - держатель поляризационных фильтров 3, первый поляризационный фильтр 4, предназначенный для уменьшения потока лазерного луча на 50%, ослабленный лазерный луч 5, второй поляризационный филь11р 6 видимого спектра, предназначенный для непроиускаиия ослабленного лазерного луча. Ограничивающая диафрагма 7 предназначена для Изменения диаметра входного отверстия в фотодатчике.

Оптический клин 8 служит для ослабления лазе|рного луча, действующего на фотодатчик. Кроме того, устройство имеет фотодатчик 9 типа фотодиода ФД-3, предназначенный для .преобразования лучистой энергии в электрическую, электронную мостовую схему 10, цифровой индикатор 11 крутящего момента для визуальной и автоматической регистрации крутящего момента, зеркала 12 для отражения лучистой энергии от вала, радиальные селектирующие поляроиды 13 и 14, служащие для выделения определенной длины волны при заданной температуре нагрева участка вала. Фотодатчикп 15 служат для ;iipeОбразования лучистой энергии в электрическую. Усилители-формирователи 16 предназначены для усиления сигналов и формирования импульсов оиределениой длительности. Нормирующий преоб1разо:ватель 17 служит для согласования усилителей-фор1мирователей с электронной мостовой схемой. Устройство включает также оиоры (иодшипники) 18 и измеряемый объект {вал турб.ины) 19.

Устройство работает следующим образо.м.

РГзлучаемая световая эиерпгя квантовым оитическим генератором 1, концентрированным иараллелыным лучом 2, уже :;оля|р11зованным в одной из плоскостей вектора поляризации, попадает на поляр-изационный фильтр 4, укрепленный на держателе фильтра 3. Вектор поляризационного фильтра по отношению к вектору поляризационного луча 2 повернут на 90° и поэтому луч 5, Г1ройдя фильт1р 4, ослабевает :на 50% и попадает на второй поляризационный фильтр, где вектор поляризации повернут на 45° по стпошепкю к вектору поллризации фильтра 4. Ка выходе фильтра 6 интенсивность лазерного луча равна 0. При иоявлении крутящего момента в испытываемом объекте 19 появляется угол рассогласования ; мелсду фильтрами 4 и 6, и на выходе фильтра 6 появляется лазерный луч, которьщ,, проходит через ограничивающую диафрагму 7, оптический клин 8 и по.падает на .фотодатчик 9. Преобразованный фотодатчнком в электричес1а1й сигнал луч разбалансирует мостовую схему 10. Сигнал разбаланса является входным напряжением цифрового индикатора крутящего .момента 11.

Излучаемая лучистая энергия от нагретых участков вала поиадает на отражательные зеркала 12 и, отразившись от них, направляется «а фотодатчики 15. Па иути лучистой энергии стоят селектирующие радиальные поляроиды 13 и 14, векторы поляризации которых повернуты друг относительно друга в зависимости от длины волны лучистой энергии (от компенсирующей заданной температуры нагретого вала). Лучистая энергия числа радиальных поляроидов попадает на соответствующий чувствительный элемент-фотодатчик 15. Одновременно с вращением вала происходит и модуляция лучистой энергии, так как поляроиды 13 по окружности в дисках 3 имеют наибольшую рабочую поверхность (сектор) для прохождения лучистой энерг 1и. В фотодатчике лучистая энергия преобразуется в электрический сигнал и поступает в усплители-формирователи 16, где формируются импульсы необходимой длительност ;, и через нормирующий преобразователь 17 поступают в мостовую схему 10, внося температурную поправку в измерение крутящего момента.

Предмет изобретения

Устройство для измерения крутящего момента, содержащее два поляризационных диска, связанных с разными концами участка вращающегося вала и расположенных между источником лучистой энергии и фотодатчиком, включенным в мостовую изме рительную схему, и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено компенсационным температурным узлом, включающи.м отражательные зеркала, радиальные селектирующие поляроиды, фотодатчики, усилители-формирователи и нормирующий преобразователь, выход которого подключен к мостовой измерительной схеме, а вход связан с выходами усилителей-формирователей, зход каждого из которых подключен на выход соответствующего фотодатчика, установленного на выходе пары радиальных селектирующих иоляроидов, расположенных последовательно на пути отраженного от зеркала потока лучистой энергии вала и закрепленных один неподвижно, а другой - на вращающемс5; диске.

гт:

8