Устройство для дистанционной сигнализации и автоматического регулирования механизмов Советский патент 1940 года по МПК F02D21/08 F02B47/08 

Уже известны устройства для дистанционной сигнализации о положении подвижного элемента, например, стрелки указывающего (или записывающего) измерительного прибора и автоматического регулирования механизмов, в зависимости от показаний этого прибора, основанные на отражении или затемнении подвижным элементом светового луча, падающего на фотоэлемент. Известно также такое конструктивное выполнение подобных устройств, при котором на стрелке измерительного прибора укрепляется зеркальце, отражающее пучок света на фотоэлемент, или применяются подвижные флажки, устанавливающиеся на пути светового пучка между фотоэлементом и источником света.

Осуществление автоматического регулирования и сигнализации в случае нарушения того или иного технологического режима при посредстве упомянутых выше устройств с использованием в качестве первичных приборов обычных указывающих и регистрирующих контрольно-измерительных приборов, установленных в значительном количестве на каждом

предприятии (без какой-либо их переделки), затрудняется вследствие того, чти .до сего времени не было предложено достаточно компактной портативной конструкции устройства, которая в то же время обеспечивала бы возможность легкой установки устройства на корпусе указывающего или регистрирующего прибора.

Предлагаемое изобрете ие ставит своей целью разрешение упомянутой задачи и состоит в том, что оптическая система, источник света и фотоэлемент уст ройства помещены внутри трубки небольших габаритов, причем фотоэлемент, установленный у открытого конца трубки, снабжен для пропуска луча отверстием расположенным на оси оптической системы, и имеет активный слой лишь с наружной стороны, обращенный к шкале измерительного прибора

Таким образом, благодаря небольшим габаритам устройства, при применении его в упомянутых в начале описания случаях регулирования и сигнализации, в качестве первичных приборов могут быть использованы имеющиеся на предприятии указывающие и регистрирующие контрольноизмерительные приборы, действие которых обусловлено как изменением электрических параметров, так и изменением неэлектрических состояний и величин (температура, давление, вакуум, скорость потока, количество газа и жидкости, состав газа, постоянство уровня, ckopoCTb оборотов и т. п.)На чертеже фиг. 1-3 изображают три различных варианта конструктивного выполнения предлагаемого устройства; фиг. 4 - схему его включения; фиг. 5 - схему включения нескольких устройств, расположенных на различных приборах, в цепь одного реле при посредстве коммутатора; фиг. б - развернутую схему указанного коммутатора и реле.

Как видно из фиг. 1, внутри трубчатой оправы 11 (металлической или из пластмассы) помещены источник света / и оптическая система, состоящая из трех линз 2,4, 6с щелевой диафрагмой 5. При посредстве этой оптической системы изображение нити источника света / проектируется на небольшое зеркальце Р, укрепленное на стрелке 10 указывающего прибора в том случае, когда стрелка располагается в соответствующем месте шкалы. Пучок света от источника / проходит при этом через отверстие в фотоэлементе 5 (селеновый, таллиевый, купроксный) и, отражаясь от зеркальца 9, попадает на светочувствительную поверхность фотоэлемента.

Трубка П устройства, в дальнейшем именуемая датчиком, при помощи оправы прикрепляется к любому указывающему прибору у того деления шкалы 8 прибора, при совмещении с которым стрелки 10 необ.ходимо включение или выключение регулирующего механизма или приведение в действие сигнала.

Провода J2 от фотоэлемента монтируются внутри трубки /7 и отводятся вместе с проводами, питающими источник /, в четырехпроводном кабеле.

При освещении фотоэлемента лучом света от осветительной системы, отраженным зеркальцем Я возникает электрический импульс, поступающий

на чувствительное гальванометриче: ское (или электромагнитное) реле 16 (фиг. 4), которое подает необходимой силы ток к сигнализирующему (или регулирующему) устройству 19. На фиг. 4 цифрой 15 обозначен трансформатор, служащий для питания источника света /. В случае использования нескольких датчиков, установленных на различных приборах, для периодического их подключения к реле может быть применен коммутатор 13 (фиг. 6), действие которого описано ниже.

Различные конструктивные варианты предлагаемого устройства (датчика) изображены на фиг. 2 и 3; при расположении датчика под углом к шкале прибора, как это показано на фиг. 2, зеркальце на стрелке также располагается под углом, в случае же расположения, обеспечивающего наибольшую компактность и показанного на фиг. 3, в оптическую систему вводится преломляющая лучи призма 14. Очевидно, что зеркальце 9 может быть укреплено не на стрелке указывающего прибора, а на его шкале, причем в этом последнем случае действие устройства основывается на прерывании светового потока, падающего на фотоэлемент, при установке стрелки между зеркальцем на шкале и фотоэлементом.

Зеркальце, укрепляемое на стрелке, в соответствии с допусками при перерегулировании при наличии возможной инерционности регулируемого процесса, должно иметь удлиненную форму.

Как уже указывалось выше, возможно использование нескольких датчиков для автоматического регулирования нескольких механизмов, в зависимости от показаний соответствующего числа указывающих или записывающих приборов. Схема включения для такого случая приведена на фиг. 5. Здесь приборы 17,17- и т. д., снабженные каждый двумя датчиками, служат для регулирования и сигнализации в известных пределах (установка на максимум и минимум), приборы /S, /5i и т. д., имеющие каждый по одному датчику, служат для сигнализации и регулирования

при максимальном значении измеряемой величины, и приборы 20, имеющие также по одному датчику - для сигнализации и регулирования при минимальном значении измеряемой величины.

Все датчики присоединены к одному фотоэлектрическому реле через коммутатор 75 (фиг. 6): реле и коммутатор схематически изображены на фиг. 5 в виде прямоугольника. Коммутатор J8 приводится во вращение электродвигателем и состоит из двух барабанов 18-i и 13, первый из которых служит для поочередного включения (через Vs-1 секунду) проводов, соединенных с отдельными датчиками, укрепленными на различных измерительных приборах, на рамку чувствительного зеркального гальванометра, и второй-для включения в цепь источника тока соответствующих реле 22, 22i, 22 и т. д.

При наличии электрического импульса от одного из датчиков, зеркало 23 гальванометра, отклоняясь, посылает на фотоэлемент 24 пучок света от источника 25 (при отсутствии электрического импульса свет на фотоэлемент не попадает).

Фотоэлемент 24 включен в усилительную систему 26 с одним или двумя каскадами усиления, что создает на выходе усилителя возможность получить достаточной силы ток для приведения в действие одного из электромагнитных реле 22, 22, 22 и т. д., которые поочередно включаются при помощи второго барабана 13 в соответствии с включением на рамку гальванометра определенного из обслуживаемых коммутатором датчиков. Реле 22 выбираются достаточно мощными с тем, чтобы при посредстве их можно было включить исполнительные механизмы или сигнализирующие устройства. Вся система питается от сети переменного тока. Коммутатор 13 и реле 22 должны быть включены так, чтобы в случае включения одного из реле 22 при получении импульса соответствующего датчика, оно оставалось включенным до следующего включения барабаном /Зз данного реле к выходной цепи усилителя 26 и выключалось лишь в случае отсутствия тока при этом повторном включении; в случае же наличия тока в цепи усилителя при повторном замыкании это реле должно оставаться включенным, обеспечивая тем самым дальнейшее действие регулирующего или сигнализирующего устройства.

Авторы указывают, что использование предлагаемого устройства возможно в самых различных случаях и, в частности, на самолетах, дирижаблях и подводных лодках.

Предмет изобретения.

Устройство для дистанционной сигнализации о положении подвижного элемента, например, стрелки указывающего или записывающего прибора, и автоматического регулирования механизмов в зависимости от показаний этого прибора, основанное на отражении или затемнении подвижным элементом светового луча, падающего на фотоэлемент, отличающееся тем, что, с целью обеспечения портативности устройства и удобства крепления его на приборах, оно выполнено в виде трубки, внутри которой помещены источник света, оптическая система и фотоэлемент, снабженный для пропуска луча центральным отверстием, расположенным на оси оптической системы, и имеющий активный слой лишь с наружной стороны, обращенный к шкале прибора.