CS201589B1 - Snímací hlavice pro snímání a dálkový přenos hodnoty otáčivé rychlosti - Google Patents

Description

Vynález řeší uspořádání snímací hlavice pro snímání a dálkový přenos hodnoty otáčivé rychlosti umožňující použití vodoměrů k přímému měření průtoku.

Ve vodním hospodářství se pro měření množství vody bez hrubých mechanických nečistot běžně používají vodoměry. Pro dálkový přenos měřených hodnot slouží kontaktní hlavice vysílající periodicky jednotlivé elektrické impulsy indikující dosažené množství vody. Pro měření průtoku se používají průtokoměry. Nejrozšířenějšími průtokoměry jsou průtokoměry plovákové a indukční.

Plovákové průtokoměry jsou složité elektromechanické přístroje náročné na kvalifikovanou montáž a údržbu, zvláště s ohledem na nezbytnou manipulaci se rtuťovou náplní vyžadující dodržování zvláštních hygienických předpisů. Pro dálkový přenos měřených hodnot jsou vybaveny odporovými vysílači a kontakty. Podmínkou jejich správné funkce je tlak v potrubí. Spatně odolávají náhlým tlakovým změnám v potrubí. Nerozlišují směr průtoku.

Indukční průtokoměry jsou nákladné, většinou dovážené přístroje. Jejich složité elektronické zařízení vyžaduje pravidelnou kontrolu a seřizování. Nedokáží rozlišit směr průtoku. Veličinou pro dálkový přenos měřené hodnoty je velikost výstupního napětí.

Největší přednost indukčních průtokeměrů — schopnost měření průtoku kapalin s hrubými nečistotami a agresivitou, zůstává nevyužita. Při malém průtoku jsou nepřesné.

V zahraničí je situace obdobná. Vodoměry jšou také používány jen na měření množství, nikoliv průtoku.

Snímací hlavice, která je předmětem vynálezu, umožňuje použití vodoměrů pro měření průtoku a přenášení měřených hodnot na dálku a nahrazuje tak výše uvedené průtokoměry. Její podstata spočívá v tom, že sestává z motorku, na jehož hřídelce je upevněn vnější kotouč opatřený magnetickým záznamem tónu, s nímž je souose uložený vnitřní kotouč, opatřený magnetickou snímací hlavou pro snímání magnetického záznamu, která je pomocí sběracího ústrojí galvanicky spojena s výstupním kabelem, přičemž vnitřní kotouč je upevněný na hřídelce se spojkou pro spojení s ústrojím vodoměru, přičemž kabel pro napájení motorku a výstupní kabel propojený s vývody magnetické snímací hlavy jsou vyvedeny z pouzdra hlavice. Kotouč s hlavicí ,je vybaven sběracím ústrojím pro nepřetržité přenášení vznikajícího střídavého proudu k dalším přístrojům. Funkce snímací hlavice je založena na využití rozdílu, nebo součtu, kontaktní otáčivé rychlosti vnějšího kotouče a proměnou do snímací hlavice přenášenou, otáčivou rychlostí vnitřního kotouče. Otáčivé rychlosti jsou stanoveny tak, aby součet i rozdíl byl vždy rozdílný od nuly. Potom i vzájemná rychlost magnetického záznamu a magnetické snímací hlavy je vždy rozdílná od nuly, je přímo úměrná otáčivé rychlosti do snímací hlavice přenášené, stejně jako frekvence střídavého elektrického proudu, vznikajícího v magnetické snímací hlavě. Frekvence střídavého proudu se pohybuje v předem stanovených mezích a nikdy nenabývá nulové hodnoty. Tím je přesně definován nulový průtok.

Použití snímací hlavice umožňuje užití běžných vodoměrů k měření průtoku a otvírá tak novou oblast použití vodoměrů pro automatizaci vodohospodářských provozů. Snímací hlavice nahrazuje nákladné a na údržbu náročné průtokoměry. Schopnost rozlišení směru průtoku spolu s konstantní přesností snímání průtokových rychlostí blížících se a kolísajících kolem nulové hodnoty umožňuje měření k dispečerskému řízení dodávky a odběru vody v distribučních sítích. Pro použití v automatizaci má hlavice významnou vlastnost — dokáže jednoznačně rozlišit nulový průtok od poruchového, tj. bezsignálového stavu. Montáž a demontáž hlavice je jednoduchá s malými nároky na prostor. Výstupní veličinou je elektrický proud o proměnné frekvenci umožňující, bez převodu na jinou elektrickou veličinu, přímou spolupráci se všemi běžnými telekomunikačními prostředky a s automatikami na bázi integrovaných obvodů.

Na připojeném výkrese je znázorněn příklad provedení snímací hlavice podle vynálezu. Vnitřní ústrojí snímací hlavice se skládá z vnějšího kotouče 1 opatřeného magnetickým záznamem 2 tónu s konstantní frekvencí. Vnější kotouč 1 je upevněn na hřídelce jednofázového synchronního motorku 3 napájeného přívodním kabelem 4. Do vnějšího kotouče 1 zasahuje vnitřní kotouč 5 opatřený magnetickou snímací hlavou 6, která je prostřednictvím sběracího ústrojí 7 galvanicky spojena s výstupním kabelem 8. Vnitřní kotouč 5 je pomocí násuvné spojky 9 spojen s ústrojím vodoměru 10. Vnitřní ústrojí snímací hlavy je umístěno ve vodotěsném izolačním pouzdře 11, které je pro’ montáž na vodoměr vybaveno styčnou přírubou 12. Vnější kotouč 1 je poháněn jednofázovým synchronním motorkem 3 a otáčí se proto konstantní rychlostí spolu s magnetickým záznamem 2. Voda ve vodoměru 10 stojí, proto se neotáčí ani vnitřní kotouč 5. V magnetické snímací hlavě 6 vzniká střídavý elektrický proud o základní frekvenci odpovídající frekvenci tónu na magnetickém záznamu 2 a rychlosti otáčení vnějšího kotouče 1. Jestliže začne vodoměrem 10 protékat voda ve směru, kdy se vnitřní kotouč 5 začne otáčet proti smyslu otáčení vnějšího kotouče 1, rychlosti se sčítají a v magnetické hlavě 6 vzniká střídavý proud o zvýšené frekvenci odpovídající přírůstku vzájemné rychlosti mezi magnetickou snímací hlavou 6 a magnetickým záznamem 2. Při opačném průtoku vody je smysl otáčení vnitřního kotouče 5 souhlasný se smyslem otáčení vnějšího kotouče 1, rychlosti se odčítají a magnetické snímací hlavě 6 vzniká střídavý elektrický proud o snížené frekvenci odpovídající úbytku vzájemné rychlosti mezi magnetickou snímací hlavou 6 a magnetickým záznamem 2.

Konstrukční uspořádání uvedené ve výkrese je pouze jednou alternativou řešení. Při zachování shodných vlastností lze při stejném principu najít řadu variant uspořádání na příklad zaměnit funkci vnějšího a vnitřního kotouče, provést kotouče jako čelní nebo jiného tvaru. Synchronní motorek lze nahradit například krokovým atd.

Snímací hlavici, která je předmětem vynálezu, lze dále doplnit ústrojím pro měření množství a tím obsáhnout funkci kontaktní hlavice vysílající impulsy.

Samostatná hlavice je použitelná pro měřicí účely i v dalších odvětvích hospodářství, kde je třeba přesně snímat a přenášet hodnoty rychlostí otáčení kolísajících kolem nulové hodnoty v obou smyslech otáčení potom také tam, kde z důvodu spolehlivosti je třeba jednoznačně rozlišit nulovou hodnotu rychlosti otáčení od poruchového stavu na zařízení.

Claims (1)

1. Snímací hlavice pro snímání a dálkový přenos hodnoty otáčivé rychlosti, vyznačená tím, že sestává z motorku (3), na jehož hřídelce je upevněn vnější kotouč (1), opatřený magnetickým záznamem (2) tónu, s nímž je souose uložený vnitřní kotouč (5), opatřený magnetickou snímací hlavou (6) pro snímání magnetického záznamu (2), která je pomocí sběracího ústrojí (7) galvanicky spojena s výstupním kabelem (8), přičemž vnitřní kotouč (5) je upevněný na hřídelce se spojkou (9) pro spojení s ústrojím vodoměru (10), přičemž kabel (4) pro napájení motorku (3) a výstupní kabel (8) propojený s vývody magnetické snímací hlavy (6) jsou vyvedeny z pouzdra hlavice (11).