Устройство для измерения температуры вращающихся деталей машин Советский патент 1948 года по МПК G01K13/08 G01K7/36 

Измерение температуры быстро вращающихся тел и быстро перемещающихся сред (газа в турбинах, быстро вращающихся роторов и т. п.) в настоящее время чрезвычайно затруднительно. Обычные способы измерения температуры, использующие тепловые расширения тел или термопары, здесь не могут быть применены, так как очень трудно заставить обычный термометр вращаться вместе с ротором или двигаться с газом. Использование же электрических методов измерения температур осложняется необходимостью применения скользящих, .контактов, дающих паразитные з. д. с., что резко снижает точность и надежность измерения. Вместе с тем, наличие скользящих контактов приводит к усложнению конструкции.

Предлагаемое устройство позволяет устранить указанные выше недо ;татки.

Оно основано на использовании известного способа измерения температуры при помощи ферромагнитного

тела, магнитные свойства которого изменяются в зависимости от температуры и которое помещается в воздушный зазор электромагнита, включенного в цепь электроизмерительного прибора с тем, чтобы изменение температуры вызывало изменение электрического состояния электромагнита и приводило к соответствующему отклонению указателя электроизл1ерительного прибора.

Сущность изобретения . состоит в том, что ферромагнитное тело (или ряд таких тел) укреплено на контролируемой детали (которая может быть как диа- или парамагнитной, так и феррол1агнитной) и периодически проходит через вышеуказанный воздушный зазор, возбуждая в обмотке электромагнита электрические импульсы, интенсивность которых зависит от температуры. В таком устройстве вместо электромагнита можно применить постоянный магнит, несущий генераторную обмотку.

Изложенное поясняется фиг. 1 и 2. На фиг. 1 показана схема устрой299

ства, измеряющего температуру периферии ротора турбины, а на фиг. 2 - другой вариант устройства.

На схеме, изображенной на фиг. 1, обозначено: 7 - статор турбины, 2 - вращающийся ротор, 3 - лопатки ротора, 4 - магнит, 5 - катушки, надетые на полюсные наконечники магнита, 6 - ферромагнитное тело, закрепленное на периферии ротора, входящей в воздушный зазор между полюсными наконечниками магнита, 7 - вольтметр, включенный в цепь катушек 5.

Тело 6 выполнено из сплава с заранее известной зависимостью магнитной проницаемости от температуры. При каждом обороте ротора тело 6 будет замыкать магнитную цепь магнита и этим наводить в катушках 5 э. д. с. По величине наведенной э. д. с. можно судить о температуре периферии ротора, где находится тело 6.

Имеются сплавы, которые при определенной температуре переходят из ферромагнитного состояния в парамагнитное, и наоборот. Температура такого перехода называется точкой Кюри. При достижении сплавом этой температуры величина индуцируемой э. д. с. резко меняется.

Используя набор сплавов с различными точками Кюри и наблюдая, какие из них перешли через точку Кюри, можно определить и температуру среды, где аходятся сплавы. Этот вариант дает ступенчатое измерение температуры, причем величина ступеньки определяется разностью температур точек Кюри используеД1ЫХ сплавов. Примерная схема устройства по этому варианту дана на фиг. 2. Здесь 7 - статор турбины, 2 - ротор, 4 - магнитопровод из мягкого железа, 5 - обмотка электромагнита, 6 - тела из ферромагнитного материала, 7 - гальванометр, 8 - батарея, 9 - трансформатор в цепи электромагнита 4-5, 10 - усилитель, 77 - осциллограф.

При замере температуры предлагаемым устройством возможно применение резонансных методов, так как обычно при рабочем режиме ротор (или газ) вращается с определенным числом оборотов. Применение же резонансных методов позволяет отфильтровать помехи, вызванные как несовершенством изготовления прибора, так и материалами его деталей.

Предмет изобретения

1.Устройство для измерения температуры вращающихся деталей машин при помощи ферромагнитного тела, магнитные свойства которого изменяются в зависимости от температуры и которое помещается в воздушный зазор электромагнита, включенного в цепь электроизмерительного прибора с тем, чтобы изменение температуры вызывало изменение электрического состояния электромагнита и приводило к соответствующему отклонению указателя электроизмерительного прибора, отличающееся тем, что ферромагнитное тело (или ряд таких тел) укреплено на контролируемой детали так, что оно периодически проходит через вышеуказанный воздущный зазор, возбуждая в обмотке электромагнита электрические импульсы, интенсивность которых зависит от температуры.

2.Видоизменение устройства по п. 1, состоящее в применении вместо электромагнита постоянного магнита,, несущего генераторную обмотку.