Устройство для измерения температуры подвижного объекта Советский патент 1983 года по МПК G01K13/04 

1:

Изобретение относится к устройствам для измерения температуры подвижных объектов и предназначено для измерения температуры объектов, совершающих движение по периодическим законам, например, вращающихся или движущихся возвратно-поступательно деталей машин, механизмов и т.д.

Известно устройство для измерения температуры детали, совершающей возрратно-поступательное движение, например поршни двигателя, содержащие ряд термопар, размещённых на контролируемой детали, подвижные контакты, движущиеся вместе с объектом, и неподвижные. Контакты.воздействуют друг с другом один раз в течение каждого такта. Имеется блок для приема импульсов, возникающих при взаимодействии контактов, и блок определение по этим импульсам температуры термопар tl 3.

Недостатками такого устройства являются его низкая надежность и ма-i

пыЛ срок службы, обусловленные наличием контактного токосъемного узла.

Известен также датчик температуры, содержащий два кольцевых магни;топровода, выполненных с зазорами и с размещенными на каждом из них обмотками, цве ферромагнитные биметаллические пластины, установленные на контролируемый объект. При этом обмотки возбуждения соединень после10довательно, а измерительные - пос- ледовательно-согласно. Ферромагнитные биметаллические пластины установлены с возможностью температурной деформации в плоскости, перпенISдикулярной плоскости магнитопровода, и направлены в разные стороныГ,

Однако и этот датчик температуры обладает следующими недостатками: его сложно монтировать на объекте

20 в связи с необходимостью точного соблюдения установочных размеров и зазоров; необходима индивидуал ь.ная тарировка; имеет место дополнительмая погрешность при измерении скорости движения объекта и температу магнитопроводов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для измерения температуры подвижного объекта, содержащее частотный датчик температуры, вход которого соединен с выходом стабилизатора, токосъемник, выполненный в виде под вижного магнитопровода с расположенными на нем вторичной обмоткой и модулирующей обмоткой, соединенной с выходом частотного датчика те пературы. и неподвижного магнитопровода с расположенной на нем пер вичной обмоткой, подключенной к вхо дам фильтра и источника питания, регистрирующий прибор ,31Недостатком известного устройства является большой вес и габариты токосъемника, в значительной сте пени определяющие вес и габарить всего устройства. Поскольку работа устройства возможна только в том случае, если неподвижный стержне|вой магнитопровод охватывается под вижным П-образным магнитопроводом, весогабаритные характеристики токосъемника и всего устройства полностью определяются диапазоном линейных и угловых перемещений объекта. При этом значительно усложняет ся изготовление и установка устройства, особенно при сложной траектории /,вижения объекта, а конкретное устройство может быть применено для измерения температуры объекта, движущегося по заранее задан ной траектории. Цель изобретения- уменьшение веса, габаритов и расширение области использования устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее частотный датчик температуры, вход которого соединен с выходом стабилизатора, токосъемник, выполненный в виде подвижного магнитопро вода с расположенными на нем вторичной обмоткой и модулирующей обмоткой , соединенной с выходом частотного датчика температуры, и неподвижного магнитопровода с расположенной на нем первичной обмоткой подключенной к выходам фильтра и источника питания, регистрирующий прибор, введены накопитель энергии, вход которого соединен с входом стабилизатора, и блок памяти, включенный между фильтром и регистрирующим прибором. На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства. Вход частотного датчика температуры 1 подключен через последовательно соединенные стабилизатор 2 и накопитель энергии 3 к расположенной на подвижном магнитопроводе токосъемника 5 вторичной обмотке 6. Выход датчика температуры 1 нагружен на модулирующую обмотку. 7 расположенную на подвижном магнитопроводе 4. Первичная обмотка В, расположенная на неподвижном магнитопроводе 9 токосъемника 5, подключена к источнику питания 10 и к выходу фильтра 11, выход которого через запоминающее устройство 12 соединен с регистрирующим прибором 13. Источник питания 10 служит для обеспечения энергией частотного датчика температуры 1 через первичную Э и вторичную 6 обмотку токосъемника 5,накопитель энергии 3 и стабилизатор 2. Накопитель энергии 3 предназначен для создания запаса энергии, достаточного для работы частотного датчика температуры 1, на период, когда магнитопроводы токосъемника 5 не образуют замкнутую, общуЮоДля всех обмоток магнитную цепь,а ,стабилизатор 2 - для обеспечения необходимого уровня энергии, потребляемой частотным Датчиком температуры. Фильтр 11 служит для фильтрования поступившего с датчика температуры Г сигнала от напряжения питания, поступающего от источника питания 10. Запоминающее устройство 12 запоминает выходной сигнал фильтра 11. Устройство работает следующим образом. На участке движения объекта, ког-да магнитопроводы токосъемника образуют замкнутую, общую для всех обмоток магнитную цепь, энергия от источников питания через первичную и вторичную обмотки токосъемника поступает на накопитель энергии и через стабилизатор обеспечивает питанием частотный датчик температуры. В это же время сигнал с частотного датчика температуры через модулирующую обмотку и первичную обмотку токосъемника подается на вход фильтра, куда подается также и питающее напряжение от источника питания. фильтр пропускает на вход запоминающего устройства только сигнал с частотного датчи ка температуры, где он запоминается и подается на регистрирующий прибор. На следующем участке движения объекта, когда магнитопроводы токосъемника не образуют замкнутой магнитной цепи, питание частотного датчика температуры обеспечивается через ;стабилизатор энергией, запасенной в накопителе энергии. Приэтом регистрирующий прибор регистрирует зафиксйрованное ранее в запоминающем 1устройстве значение сигнала. Когда объект вновь занимает положение в пространстве, при котором магнито проводы токосъемника дбразуют замкнутую магнитную цепь, происходит под питка накопителя энергии от источника питания, а запоминающее устройство фиксирует новое значение сигна ла и подает его на регистрирующий прибор. Использование в устройстве накопи теля энергии и запоминающего устрой ства, соединение входа частотного датчика температуры с вторичной обмоткой через последовательно соединенные стабилизатор и накопитель /энергии, подключение фильтра к .регистрирующему прибору через запоминающее устройство, выполнение магнитопроводов токосъемника с возможностью образования ими замкнутой общей для всех обмоток маг- , нитной цепи на участке движения, ко торый периодически посещается объектом, существенно улучшает его ха рактеристики по сравнению с известными устройствами. Испытания опыт5НОГО образца устрюйства, использованного для измерения тeмпepatypы поршня судового двигателя внутреннего сгорания, показали, что при ходе поршня 1550 мм, диапазон перемещений поршня, в котором магни 1топроводы образуют замкнутую цепь, общую для всех обмоток, достаточный для нормальной работы устройства, с тавляет не более 100-150 мм. Таким образом , по сравнению с известным устройством габарить и вес токосъем ника могут быть уменьшены в 10-15 раз, при этом габариты всего устрой ства, определяемые в основном токосъемником, уменьшаются в 8-10 раз, а вес - в 6-8 раз. Дальнейшее улучшение весогабаритных показателей предлагаемого устройства определяет-, ся скоростью протекания тепловых процессов в объекте и скоростью перемещения объекта, емкостью накопителя энергии и мощностью источника питания. Существенно расширяются и возможности использования предлагаемого устройства. Конкретный образец устройства может быть использован для измерения температуры различных объектов, движущихся по заранее неизвестным траекториям, при этом достаточно иметь лишь один участок траектории, который периодически проходит объект, и прохождение этого участка сопровождается образованием магнитопроводами токосъемника замкнутой общей для всех обмоток магнитной цепи. Значительно упрощается изготовление, установка и эксплуатация устройства, особенно при сложной траектории движения объекта, так как нет необходимости в образовании магни- -, топроводами токосъемника замкнутой магнитной цепи во всем диапазоне перемещения объекта. Формула изобретения Устройство для измерения температуры подвижного объекта, содержащее частотный датчик температуры, вход которого соединен с выходом стабилизатора, токосъемник, выполненный в .виде подвижного магнитопровода.с расположенными на нем вторичной обмоткой и модулирующей обмоткой, соединенной с выходом частотного датчика температуры, и неподвижного магнитопровода с расположенной на нем первичной обмоткой, подключенной к входам фильтра и источника питания, регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью уменьшения веса, габаритов и расширения области использования устройства, в него введены накопитель энергии, вход которого соединен с входом стабилизатора, и блок памяти, включен,ный между фильтром и регистрирующим прибором. . 7 Источники информации, принятые в& внимание при эксперт t. Заявка Великобритании № 1525233, кл. G 01 K-., 98875 2t Авторскоесвидетельство СССР i If , кл. GОТ К 5/62. 3. Авторскоесвидетельство СССР № 667828, кл. G01 К 13/08.(прото- . 5 тип).

3

А.

10

/2