Устройство для измерения температуры вращающихся деталей машин Советский патент 1980 года по МПК G01K13/08 

I

Изобретение относится к измерительной технике.,

Известно устройство для измерения температуры вращающихся деталей машин, содержащее размещенные на вращающейся детали подвижные катуивси индуктивности и подключенные к ним термопары, неподвижно установленные катушки индуктивности и индикаторный П1Жбор l.

В описанном устройстве за одан оборот вала производится однократное измерение и ре гистрация температуры во всех контролируемых точках. Ток, протекающий в Цепи термопары, возбуждает в подвижной катушке магшиноё поле, которое при вращении ротора индуцирует в неподвижной катушке импульс ЭДС с амплитудой, пропорциональной измеряемой температуре. При этом амшштуда зависит от сопротивления измерительной цепи: термопара - подвижная катушка, icoTopoe изменяется в процессе работы и тем самым вносит значительные погрецшости в измерение температуры.

Целью изобретения является повышение точности измерения температуры.

Цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введены неподвижно установленные компенсационные катушки, соединенные с регулируемым источником постоянного тока, причем компенсационные катущки снабжены П-образными сердечниками, торцы которых обращены в сторону подвижных катушек и лежат в одной плоскости с образующими компенсационшх катушек.

Такое выполнение устройства дозволяет повысить точность измерения температуры.

На фиг. схеглатически изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на. фиг. 3 (а, б, в)-форма импульсов.

Устродство содержит светлотекстолитовый диск , расположенный на валу 2 контролируемой детада с.подвижными катушкашг 3, к которым подключены термопары 4. Неподвижные катущки 5 и 6 установлены соосно с катушками 3. Неподвижно установленные компенсационные катуипси 7 и 8 связаны с регулируемым источником 9 постоянного тока. Неподвижные катушки 5 и 6 подключены к индикатору 10. Компенсавдонные катушки выполнены в виде цилиндрических катушек 11 с П-образным сердечником 12, торцы 13 которых расположены в одной плоскости с образующими компенсационных катушек. Устройство работает следующим образом. Изменяя ток, подаваемый от источника 9 в катушки 7 и 8 в соответствующей полярности (чтобы компенсационный импульс был обратной полярности по отношению к измеряемой ЭДС), уменьшают до нуля амплитуду импульса, индуцируемого в неподвижных катушках током термопары данного канала. И по величине тока компенсационных катушек судят о температуре вращающихся деталей. .Время компенсации тока в цепи термопары при использовании бесконтактного токосъемника может быть ограничено величиной т, что зна чительно облегчает техническое решение поставленной задачи, так как для компенсации тока термопары в период измерения достаточно сЪздать в ее цйпи прямоугольный импульс ЭДС обратной полярности требуемой величины и дли тельности. При сложении постоянного тока термопары и компенсирующего импульса в цепи термопары на протяхсении времени г ток будет отсутствовать, поэтому в период компенсации магнитное поле пЬдвижной катушки и импульс ЭДС в неподвижной будут равны нулю. Условием, которое необходимо выполнить, является одновременность передачи энергии от подвижной катушки к неподвижной и компенсирующего импульса от системы компенсации в дан ную цепь термопары. Это условие вьшолняется автоматически, если непойви5кшя KaTSffiKa и ей стема компенсации совмещены в пространстве. Для передачи компенсирующего импульса в цепь термопары используются те же подвижные катушки, которые передают энергию от тер мопары к неподвижной катушке. В качестве источника энергии для создания кокйейсирующ го импульса в подвижной катушке (т.е. в цепи термопары) в предлагаемом устройстве применяются катушки специальной формыи размеров, питаемые посточнньш током. С помощью таких катушек создается ко шенсирующий импульс формы близкой к прямоугольной (фиг. 3 в) .Он индуцируется JB подвижной катушке 3 (фиг. 3 а), есйи она пересекает При своем движении в направлении неподвижное магнитное поле, осевая составляющая которого (т.е. составляющая, направленная по оси неподвижной катушки) имеет форму, показанную на фиг. 3 .6. Такое поле создается цилиндрической катушкой с П-образнь1м сердёчШГком, рсь

728003 которой лежит в плоскости, параллелыгой плоскости вращения подвижных катушек, и направлена по касательной к проекции на эту плоскость траектории движения центров подвижных катушек (фиг. .3 а). Торцы сердечника обращены в сторону подвижных катушек. При этом середина компенсационной катушки должна совпадать с осью неподвижной катушки (фиг. 1 и 2). Длина прямолинейного участка импульса В (фиг. 3 в) при прочих равных условиях получается максимальной, если торцы сердечника, компенсирующей катушки совпадают с ее образующей. Для того, чтобы получить длину Е компенсирующего имп)льса не менее трех диаметров подвижной катушки (что необходимо для полной компенсации сигнала в период измерения), длина компенсирующей катушки должна бь1ть не менее шести диаметров. С целью исключения влияния осевого смещения подвижных катушек относительно неподвижных в предлагаемом устройстве устанавливают по две компенсационные и неподвижные катушки симметрично по отношений) к подвижным. Таким образом, введение в устройство для измерения температурь вращающихся деталей компенсационных катушек позволило повысить точность измерений за счет исключения погрешностей, вызванных изменяюцвдмся сопротивлением измерительной цепи, а также за счет исключения операции масштабирования выходного сигнала. Формула изоб.ретения Устройство для измерения температуры вращающихся деталей машин, содержащее размещенные на вращаюшейся детали подвижные катушки индуктивности и подключенные к ним. термопары, неподвижно установленные катушки индуктивности и индикаторный прибор, отличающееся тем, что сцелью повышения точности измерения температ5фы, в него введены неподвижно установленные компенсационньй катушки, соединенные с регулируемым ИСТОЧ1ШКОМ постоянного тока, причем компенсационные катушки снабжены П-образными сердечниками, торцы которых обращены , в сторону подвижных катушек и лежат в одной плоскости с образующими компенсационных катушек. Источники информации, принятые во.внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР № 180833, кл. G 01 К 13/08, 1965 (прототип). LL J

X2.

Й

5