CS215982B1 - Zařízení pro bezkontaktní přepínání měřených elektrických signálů a rotorů rotačních strojů - Google Patents

Abstract

Zařízení pro bezkontaktní přepínání měřených elektrických signálů z rotorů rotačních strojů,zejména turbokompresorů. Zařízení řeší bezkontaktní přepínání,při kteránjsou přenosové elementy postupně využívány pro přenos několika signálů. Podstatou řešení je, že spínací prvky spolu s příslušejícími pomocnými prvky jsou uloženy přímo na rotující části stroje a přitom každý spínací prvek je propojen jednak s jemu příslušejícím měřeným čidlem a jednak s párem signálových,přípádně napájecích přenosových elementů, které jsou společné vždy všem spínacím prvkům téže sekce. Všechny spínací prvky, příslušející jednomu měřenému čidlu jsou připojeny k jednomu ovládajícímu elementu např.ovládacímu kartáčku.

Description

Vynález se týká zařízení pro bezkontaktní přepínání měřených elektrických signálů a rotorů rotačních strojů. Zařízení obsahuje přepínací elementy, např.diody, unipolární a biopolární tranzistory, optočleny, integrované obvody, sestavené do jedné, či několika sekcí.

Elektrické signály se z rotujících částí převádějí na stranu statoru buá kontaktními sběrači, nebo bezkontaktně vysílači za rotace. Počet přenášených signálů je závislý na počtu kontaktů sběračů, případně kanálů vysílačů. V případech, kdy elektrické signály jsou na statorové straně zpracovány postupně a je nutné zvýšit jejich počet,zařazuje se ná rotu jící část před převodové elementy mechanický přepínač. Jeho nevýhodou je však obtížné a pomalé elektrické ovládání, které nevyhovuje systému pro sběr dat.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny zařízením pro bezkontaktní přepínání měřených elektrických signálů z rotorů rotačních strojů podle vynálezu. Podstatou zařízení je, že spínací prvky jsou uloženy spolu s příslušejícími pomocnými prvky přímo na měřené rotující Části stroje. Každý spínací prvek je propojen s jemu příslušným měřeným čidlem a s pérem signálových nebo napájecích přenosových elementů, které jsou společné vždy všem spínacím prvkům téže sekce. Všechny spínací prvky, příslušející jednomu měřenému Čidlu jsou připojeny k jednomu ovládacímu elementu.

Výhodou řešení podle vynálezu je, že přenosové elementy jsou postupně využívány pro přenos několika signálů. Dosáhne se tak několikanásobného zvětšení jejich kapacity. U přepínače mostů, představujícího jedno z konkrétních provedení zařízení podle vynálezu, je možno např. při použití n sekcí měřit současně n mostů. Při použití m ovládacích kartáčků lze na sběrače připojit celkem η x m mostů a je k tomu třeba 4n v m kartáčků. Při měření stejného počtu mostů bez přepínače podle vynálezu je zapotřebí použít minimálně 3 χ η x m kartáčků sběračů. U přepínače termočlánků, což je další konkrétní využití řešení podle vynálezu je bez přepínače nutné použít 34 kartáčků, avšak β přepínačem pouze 11 kartáčků sběračů. Proti mechanickému přepínači se zvýší spolehlivost a lze ho ovládat přímo systémem pro sběr dat. Použitím vhodných přepínacích prvků lze zhotovit rotující přepínač, pracující spolehlivě i při přetížení 2000 g.

Na připojených výkresech jsou znázorněny schematicky dva příklady provedení zařízení pro bezkontaktní přepínání měřených signálů podle vynálezu. Obr. k znázorňuje schematicky přepínač mostů s bipolárními tranzistory PNP a unipolárními tranzistory s kanálem P pro měření několika mostů současně a jejich přepínání. Jsou znázorněny dvě stejné sekce s možností jejich n násobného zvětšení. Přepínač mostů v příkladu provedení podle obr.1 je využit při měření mechanického namáhání lopatek turbokompresoru. Na obr. 2 je znázorněn schematicky přepínač termočlánků s unipolárními tranzistory s kanálem P.

Přepínač mostů je tvořen válcovým pláštěm, uvnitř kterého je isolační hmotou zalita elektronická část přepínače, vytvořená na tištěných spojích. Válcově tvarovaný přepínač mostů je vkládán do vývrtu v hřídeli rotačního stroje-turbokompresoru. Na jeho vývody jsou pak připojeny měřené mosty £, rozmístěné na sledovaných místech lopatek turbokompresoru. Propojení elektronické části přepínače mostů s měřenými mosty £ je znázorněno na obr.1. Vlastní elektronická část přepínače mostů se skládá z napájecí části, signální části a ovládací části. Napájecí část v každé sekci 15 je tvořena napájecími kartáčky 1 sběračů 2, spojenými s bipolárními tranzistory £, které jsou propojeny s napájecí částí mostů £. Do bází bipolámích tranzistorů £ jsou připojeny omezující odpory £. Signální část mostů £ v každé sekci 15 je spojena s unipolárními tranzistory 6, chráněnými Zenerovou diodou £ a přee ně se signálovými kartáčky 8. Báze unipolárních tranzistorů 6 jsou odděleny oddělovacími odpory £. V ovládací části jeou zařazeny ovládací kartáčky 10, uložené na sběrači 2. Jsou propojeny s odpovídajícími omezujícími odpory £ a a odpovídajícími oddělovacími odpory £, které příslušejí k napájecím a signálovým částem právě měřených mostů £,

Přepínač 16ti termočlánků, jehož elektronická část je znázorněna schematicky na obr. 2 je použit pro měření teplot na sledovaných místech rotoru turbokompresoru Je tvořen opět stejným válcovým pláštěm, v němž je umístěna elektronické 'část, zalitá izolační hmotou. Elektronická část se v tomto příkladu provedení přepínače skládá pouze ze signální a ovládací části. Signální část je tvořena dvojicemi unipolárních tranzistorů 6, které jsou

-2chráněny Zenerovými diodami 2 a ovládány přes oddělovací odpory 2* ^Každá tato dvojice je propojena jednak β přísluěejíéím termočlánkem 11. přičemž všechny dvojice unipolárních tranzistorů 6 jsou připojeny pouze na jednu dvojici signálových kartáčků 8. Ovládací část je tvořena dekodérem 12, který je propojen s ovládacími kartáčky 10. Na referenční kartáčky 14 je připojen termistor 13 pro měření teploty studeného spoje měřených termočlánků 11.

Přepínač mostů dle obr. 1 pracuje tak, že při měření určitého mostu 4 je přivedeno k příslušejícímu ovládacímu kartáčku 10 a k emitorů příslušejícího bipolárního tranzistoru 2 přes napájecí kartáčky 1 ovládací napětí, volené s ohledem na typ tranzistoru 3, 6. s polaritou plus na emitorů tranzistoru £, £. Příslušející tranzistory 6 jsou tTm otevřeny. Měřený most £ je napájen ze zdroje konstantního proudu přes napájecí kartáčky 1 a signál, úměrný namáhání na lopatkách turbokompresoru je snímán přes signální kartáčky 8. Přes ostatní ovládací kartáčky 10 jsou tranzistory 3, £ spojené s právě měřenými mosty £ uzavřeny. Přepínač termočlánků dle obr. 2 pracuje tak, že při měření určitého termočlánku 11 je přivedeno z dekodéru 12 příslušející dvojici unipolárních tranzistorů 6 ovládací napětí o velikosti a polaritě takové, při níž jsou unipolární tranzistory 6 sepnuty.

Termonapětí na termočlánku 11 se měří na signálových kartáčcích 8. Ostatní unipolární tranzistory 6 jsou přes dekodér 12 uzavřeny. Dekodér 12 dvojkového kódu na jedna z šestnácti dekóduje a řídl, které z dvojic tranzistorů 6 má být sepnuté a který termočlánek 11 je přes signálové kartáčky měřen. Termistor 12 snímá teplotu studených spojů termočlánků

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zařízení pro bezkontaktní přepínání měřených elektrických signálů z rotorů rotačních rotačních strojů obsahující diody, unipolární a dipolární tranzistory, optočleny a integrované obvody sestavené do alespoň jedné sekce, vyznačující se tím, že spínací prvky například bipolární tranzistory (3) a unipolární tranzistory (6) spolu s jim příslušejícími pomocnými prvky například omezujícími odpory (5), dekodéry (12) jsou uloženy přímo na měřené rotující části stroje a přitom každý spínací prvek je propojen s jemu příslušným měřeným čidlem například mostem (4), či termočlánkem (11) a s párem signálových nebo napájecích přenosových elementů například s párem signálových kartáčků (8), nebo s párem napájecích kartáčků (1), které jsou společné vždy všem spínacím prvkům téže sekce (15), přičemž všechny spínací prvky, příslušející jednomu měřenému čidlu například mostu (4) či termočlánku (11) jsou připojeny k jednomu ovládacímu elementu například k ovládacímu kartáčku (10).