Устройство для измерения температуры вращающихся объектов Советский патент 1979 года по МПК G01K13/08 

ключены к соответствующим выходам ячеек умножения, узел управления, выполненный в виде умножителя частоты и распределителя, выходы которого .подключены к управляющим входам коммутатора и входу подготовки иэмерителя размаха амплитуд импульсов, а вход узла управления подсоединен к узлу выделения строб-импульса. На чертеже представлена блок-схем описываемого устройства измерения температуры вращающихся объектов. Устройство содержит термопары 1, подключенные к входам бесконтактного токосъемного устройства 2 индукционного типа, выход которого соединен с последовательно соединенным усилителем сигнала 3, измерителем 4 размаха амплитуд импульсов/коммутатором 5,ячейками 6 аналоговой Псоляти,ячейками умножения 7, суммирующими ячейками 8. Датчик температуры опорного канала 9 через нормирующий преобразователь 10 подключен на один вход узла. 11 давления, другой вход узла 1 деления соединен с выходом ячейки б опорного (первого) канала. Выход узла 11 деления соединен со всеми входами {ячеек умножения 7, Узел выделения строб-импульса 12 подключен к входу узла управления 13, выходы которого подключены с одной стороны с управляющими входами коммутатора 5 и с другой стороны - с входами под готовки измерителя 4 размаха амплитуд импульсов. Датчик 14 температ ры свободных концов термопар через нормирующий преобразователь 15 подключен на входы суммирующих ячеек 8 При вращении объекта на выходе токосъемного устройства 2 наводится временная последовательность разнополярных импульсов, число которых за один оборот равно числу рабочих каналов измерения, а размах каждой пары разнополярных импульсов пропорционален измеряемой температуре, ско рости, вращения объекта и параметрам канала токосъемного устройства 2. Строб-импульс совмещен во времени и пространстве с измерительными импульсами опорного (первого) измерительного канала. Усилитель 3 усиливает, а измеритель размаха амплитуд импульсов 4 пр образует последовательно каждый i-т размах амплитуд импульсов в квазипостоянное напряжение, которое посту пает, на общий вход коммутатора 5. Узел управления 13 осуществляет функ ции формирования импульса, длительность которого равна периоду вра11;ани объекта, деление этого импульса, на число, равное числу рабочих каналов токосъемного устройства 2. Узел 13 содержит распределитель, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора 5 и осуществляют поочередное подключение коммутатора к соответствующим ячейкам 6- аналого йой памяти. Синхронизация работой распределителя узла 13 осуществляется строб-импульсом. Число ячеек ана:логовой памяти 6,умножения 7 и суммирорания 8 равно числу рабочих каналов токосъемного устройства 2, а первые ячейки 6, 7 и 8 служат для хранения и переработки информации опорного . Канала, температура которого измеря ется датчиком 9 температуры опорного канала. Последовательно с вращением объекта в ячейках памяти б запоминаются напряжения, пропорциональные канальным размахам амплитуд импульсов. Эта информация обновляется один раз за оборот вращения объекта. На входы узла 11 деления подаются напряжения с выхода ячейки 6 первого (опорного) канала и напряжение, пропорциональное температуре опорного канала, измеряемое датчиком 9. Выходное напряжение узла 11 будет равно: Тр- TCB и« к,Кг где KI и Каг соответственно коэффициенты преобразования нормирующего преобразователя 10 и узла деления 11; TO, TCB соответственно температуры опорного канала и свободных концов термопар. На вход каждой ячейки 7 поступает два напряжения: одно с выхода ячейки памяти б - Ui, другое с выхода узла деления 11 - U«, На выходе каждой ячейки 7 сигнала будет пропорционален произведению этих напряжений, т.е. : (To-TcB)- , где U/i - выходное напряжение 1-й ячейки 7, и не будет зависеть ни от изменения скорости вращения, ни от температурных измерений параметров каналов токосъемного устройства, так как в последнее выражение входит отношение амплитуд импульсов i-ro и опорного каналов, в одинаковой степени зависящих от вышеуказанных влияющих неинформативных факторов . Выходные сигналы ячеек 7 поступают на входы суммирующих ячеек 8, на другие входы которых поступает сигнал, пропорциональный температуре свободных концов термопар, измеряемой датчиком 14, расположенным в месте расположения токосъемного устройства 2. Выходные сигналы ячеек 8 будут пропорциональны разности напряжений с выхода ячеек 7 и напряжения с выхода преобразователя 15; и81 ип-Цд К,Кг-УА-(То-Тсв)-КнН15Тсв , где Ui5 - выходное напряжение преобразователя 15, Ki4, коэффициенты преобразования датчика 14 и преобразователя 15, 5 При соблюдении условия выходные напряжения ячеек 8 будут пропорциональны измеряемым температурам:yei KiK2Ti, где Tj - измеряемая температура. Точность измерения температуры устройством будет определяться в ос новном точностью измерения температуры опорного канала, которая измеряется датчиком 9. Применение предлагаемого устройства обеспечивает: измерение температуры вращающихс объектов, у которых отсутствует дос туп к валу и скорости которых свыше 19000 об./мин; отсутствие влияния на результат измерения изменений скорости вращения и параметров каналов токосъемного устройства высокое быстродействие; получение без последующих преобразований и расшифровки непрерывной информации о действительных значениях измеряемых температурах; измерение и других технологических параметров вращающихся объектов если они могут быть преобразованы соответствующими датчиками в напря жение. На базе устройства создано и про ло испытание 30-канальное устройств измерения температур вращающегося объекта, погрешность которого (без учета погрешности термопар) не превышает 0,5-1,0%. Применение предлагаемого устройства для оперативного контроля тем ператур вращающегося объекта (газотурбинной установки) позволит исклю чить аварийные ситуации и повысить срок его службы. Формула изобретения Устройство для измерения темпера туры вращающихся объектов, содержа7щее термопары, установленные на объекте и подключенные к входам бесконтактного индукционного токосъемного устройства, выход которого подключен к входу усилителя, узел выделения, строб-импульса, коммутатор, ячейки аналоговой памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения температур и получения непрерывной выходной информации о действительных значениях температур в процессе измерения, в него введены измеритель размаха амплитуд импульсов, включенный между усилителем и общим входом коммутатора, ячейки умножения, одни входы которых соединены через ячейки аналоговой памяти с раздельными выходами коммутатора, узел деления, один вход которого подключен к выходу ячейки аналоговой памяти опорного канала. а выход подключен к другим входам ячеек умножения, датчик температуры опорного канала, нормирующий преобразователь, через который второй вход узла деления соединен с датчиком,темгГературы опорного канала, датчик температуры свободных концов термопар. суммирующие ячейки, одни входы которых через дополнительный нормирующий преобразователь подключены к датчику температуры свободных концов термопар, а другие входы подключены к соответствующим выходам ячеек умножения, узел управления, выполненный в виде умножителя частоты и распределителя, выходы которого подключены к управляющим входам коммутатора и входу подготовки измерителя размаха амплитуд импульсов, а вход узла управления подсоединен к узлу выделения строб-импульса, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство № 233538, кл. G 01 К 13/08, 29.12.67. 2.Авторское свидетельство 303532, кл. G 01 К 13/08, 17.. 3.Авторское свидетельство W 530202, кл. G 01 К 13/08, 30.09.76.