Устройство для безэлектроконтактного измерения температуры роторов электрических машин Советский патент 1975 года по МПК G01K13/08 

Изобретение относится к области безэлектроконтактного измерения температуры вращающихся объектов, например, роторов электрических мащин. Известны устройства для безэлектроконтактного измерения температуры роторов электрических машин, содержащие термочувствительный элемент, светодиод и неподвижный фотоприемник. Излучение светодиода модулируется по амплитуде термочувствительным элементом и регистрируется фотоприемииком. Известные устройства не обеспечивают достаточной точности измерения из-за нестабильности элементов передающей и приемной частей. Целью изобретения является повыщение точности измерения. Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введена дополнительная катущка индуктивности, смещенная в пространстве по отнощению к основной питающей катущке и подключенная к светодиоду через эталонный резистор, а фоточувствительное регистрирующее устройство выполнено в виде двух фотоприемников, сдвинутых в пространстве на тот же угол, что и катушки индуктивности, причем между фоточувствительным регистрирующим устройством и неподвижным электромагнитом включен преобразователь частоты вращения ротора в ток. Схема устройства изображена на чертеже. На роторе 1 укреплены две последовательно соединенные катушки индуктивности 2. Последовательно с катущками включены терморезистор 3 и эталонный резистор 4. Светодиод 5 подключен одним концом к катущкам 2, а другим к терморезистору 3 и эталонному резистору 4. Электромагнит 6 установлен неподвижно и имеет периодическую индуктивную связь с катущками 2. Подключенный к усилителю 7 «оординатно-чувствительный фотоприемник 8, состоящий из двух дифференциально включенных фотоприемников, сдвинутых по отношению друг к другу, размещен таким образом, что светодиод 6 и фотоприемники оптически связаны. Преобразователь частоты в ток 9 введен в схему для устранения зависимости выходного напряжения интегрирующего регистратора от частоты вращения ротора. При вращении ротора i мимо электромагнита 6 поочередно проходят две катущки индуктивности 2, в которых также поочередно индуктируется импульсная э.д. с., под воздействием которой через терморезистор 3, эталонньш резистор 4 и светодиод 5 протекают импульсы тока. Этот импульсный ток преобразуется светодиодом 5 в оптические импульсы, число которых за период вращения равно двум. Один оптический импульс оказывается модулированным по амплитуде терморезистором 3 и несет, таким образом, информацию об измеряемой температуре. Амплитуда второго импульса является эталонной (постоянной). Поскольку катушки ипдуктивности 2 разнесены в пространстве па тот же угол, что и фоточувствительпые элементы фотонрнемника 8, то каждый из импульсов воспринимается только соответствующим («своим) фоточувствительным элементом. Как известно, при прохождении катушки индуктивности мимо магнита на ее концах индуктируется э. д. с., которая определяется выражением:

,,, Ф )

т. е. пропорциональна скорости вращения ротора. Но усредненное (интегральное) значение импульсной э. д. с.

«w j() .

т. е. пропорционально магнитному потоку и не зависит от скорости. Это позволяет измерять не амплитуду импульса, а его усредпенное значение (постоянную составляющую). С этой целью сигнал с фотоприемника 8 после прохождения через разностный усилитель 7 подается на интегрирующее регистрирующее устройство 10. Однако интегрирующее устройство измеряет усреднеппое значение пмпульса за период вращения: . т dt Т

Т } dt о

т. е. результат измерения оказывается пропорциональным скорости вращения. Чтобы исключить это явление, электромагнит 6 создает магнитный поток Ф, обратно пропорциональный скорости вращения. Для этого сигнал с фотоприемника 8, несущий информацию о скорости (частоте) вращения, поступает на преобразователь частоты в ток 9 (чем выше частота, тем меньшее сила тока),

который служит для питания электромагнита 6.

Формула изобретения

Устройство для безэлектроконтактного измерения темнературы роторов электрических машин, содержащее расположенные на роторе последовательпо включенные термочувствительный элемент, катушку ипдуктивности, индуктивно связанную с неподвижным электромагнитом, и светодиод, оптически связанный с неподвижным фоточувствительным регистрируюшим устройством, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введена дополнительная катушка индуктивности, смещенная в пространстве по отпошепию к основной катушке и подключенная к светодиоду через эталонный резистор, а фоточувствктельное регистрирующее устройство выполнено в виде двух фотоприемников, сдвинутых в пространстве на тот же угол, что и катушки индуктивности, причем

между фоточувствительным регистрирующим устройством и неподвижным электромагнитом включен иреобразователь частоты враН1ения ротора в ток.