Емкостный датчик скорости Советский патент 1979 года по МПК G01P3/48 

I

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерению параметров вращения вала, и предназначено, главным образом, для работы в системе автоматического управления (АСУ) гидроэлектростанций (ГЭС).

Известны устройства для измерения . параметров вращения вала, в которых используется реакция автогенераторного преобразователя на введение модулирующих электродов, скрепленных с валом, в междуполгосное прострайство сердечника индуктивности контура этого преобразова теля fl. Существенными недостатками такого рода устройств является, в частности, необходимость обеспечения малого зазора - порядка 0,3 мм между торцами полюсов и плоскостью модулирующих электродов, а также их относительно низкая помехоустойчивость, что, в целом, исключает возможность применения такого рода устройств в эксплуатационных усло виях, характерных для ГЭС. Известно также устройство для измерения параметров

вращения вала, наиболее полно отБечак шее условиям эксплуатации ГЭС, содержащее трехэлектродный емкостной датчик, включенный в схему автогенераторного преобразователя, нагруженного через частотный селектор на измеритель параметров вращения вала, в основе которого лежит время-импульсный измеритель 2. К числу его недостатков следует отнести невозможность контроля недопустимых значений радиальных биений вала.

Целью изобретения является обеспечение контроля радиальных биений вала, выходящих за пределы допустимого уровня. Эта цель достигается тем, что в емкостном датчике скорости модулирующие электроды выполнены прямоугольными, а рабочие обкладки выполнены в виде П-образных электродов, обхватывающих модулирующие электроды, при этом частотный селектор снабжен дополнительным фильтром, настроенным на допустимую граничную частоту, и сигнальным индикатором. Для анализа работы устройства в реж.име радиальных биений следующие обозначения: 3 действующая площадь обкладок между модулирующим электродом и Бертикальньжч электродом П-образной обкладки; & - зазор между этими электродами; - соотношение между площадью В и действующей площадью горизонтальной части П-юбразной обкладки;d- зазор мехщу этой частью обкладки и модулирующим электродом; Л- величина радиального биешш вала Тогда емкость при отсутствии биений выразится в виде .Co-e cH-s f-Jr}, начальная геометрическая его емкость. При наличии же биений эта емкость выразится в виде С - cf - jjСледовательно, частоты автогеиераторного преобразователя, соответствующие приведетшг,, значениям емкостей датчика, соответственно выразятся в виде г . ш-/еи| „. л а их отношение будет равным /с- ц fk , 2сУ/ .JfHlLkJj ii, ) d. т.е. практически такие бне1шя не сказываются на результатах измерений. На чертеже приведена блок-схема устройства (датчик изображен в разрезанном по вертикальной оси ввде в аксонометрической проекции). Оистема модулирующих электродов 1 (на чертеже изображен один из них), свй занная с валом 2 посредством осиованкя 3, сопряжена с закрепленньв и на основааии 4 П-обраэкымн 9ле1пфодами 5, коюрые с системой модулирующих 8«(ектродОБ 1 образуют трехзлектродный впектроемкостный датчик, включенный поередством выводов в в систему автогонераторного преобразователя 7; этот преобразователь посредством буферного усилителя 8 нагружен на двухчастотный селектор , в состав которого входят фильтры 9 и 10, полоса прозрачности одного из которых, например фильтра 9, соответствует средней частоте автогенераторного преобразователя 7, а полоса прозрачности фильтра 10 соответствует частоте сигнала этого преобразова- теля, генерируемого в моменты, когда радиальные биения вала достигают значеНИН, при котором требуется применять меры, обеспечивающие устранение этих биений. Выход фильтра 9 соединен с вхо- дом измерителя 11 скорости вращения вала, обычно вьпюлняемого на базе цифрового частотомера, позволяющего проводить измерения как в режиме счета импульсов, так и в режиме измерения периода. Выход фильтра Ю соединен с входом Сигнализатора 12, определяющего момент достижения величины радиальных биений недопустимого значения, причем выход . этого сигнализатора может быть подключен к устройствам, выключающим. гидро- агрегат из технологического процесса. В случае работы устройства применительно к исследованию режима вращения гидрогенератора, характеризующегося относительно низкими частотами радиальных биений, достаточно использовать модулирующих электродов, равномер но распределенных по периферии основания 3, что полностью обеспечивает своевременное выявление биений, амплитуда которых превышает допустимое значение. Наконец, применение параллельно присоединенных к обкладками 5 аце двух пар идентичных обкладок, разнесенных через 120 одна относительно другой, позволяет практически полностью обеспечить необ- , ходимое быстродействие обнаружения ра диальных биений при превышении их амплитуды допустимой величины. Формула изобретения Емкостной датчик скорости, содержащий жестко связанные с валом модулируюшие электроды, неподвижные рабочие обкладки,Подключенные к автогенераторному преобразователю, и частотный селектор, отличающийся тем, что, с целью контроля радиальных биеняй вала, модулирующие электроды выполн&ны прямоугольными, а работае обкладки вьшолнены в виде П-образных электродов, обхватываюших модулирующие электроды, при этом частотный селектор снабжевЕ допояннтепьяымфильтром, настроенным на допустимую граничную частоту, и сигнальным индикатором .

Источники шф рмашш, принятые во внвманне при экспертизе

6844466

1.Приборы и системы управления , 1973, № 1. с. 38.:

2.Авторское свидетельство СССР N9 353200, кл. Q 01 Р 3/44, 1972.