CS217369B1 - Zapojení pro snímání pohybu rotoru - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zapojení pro snímání pohybu rotoru zejména napájecího čerpadla a řeší snímání axiálního posunutí, počtu otáček a smyslu otáčení rotoru opatřeného měrným kotoučem pomocí jediného snímače, v němž je uložena budicí cívka, kolem níž jsou symetricky uspořádány ve dvou na sebe kolmých osách dvě dvojice snímacích cívek. Podstatou vynálezu je takové zapojení, se ­ stávající z budicí cívky, zdroje budioího signálu, snímaoích cívek, usměrňovačů, di ­ ferenciálních zesilovačů, napěťového indi ­ kátoru, impulsního Indikátoru, úrovňového převodníku, klopného obvodu, diferenciál ­ ního integrátoru a polaritního indikátoru, které umožňuje měření pohybu rotoru.

Description

Vynález se týká zapojení pro snímání pohybu rotoru, zejména napájeoího čerpadla.

Napájeoí čerpadlo je velmi důležitým Článkem zařízení kotle, kde poruoha napájecího čerpadla může zapříčinit havárii. Je tedy důležité sledovat za provozu ohování napájeoího čerpadla, aby mohlo být včas odstaveno a opraveno. Tak se zjišťuje opotřebení axiálního ložiska napájecího čerpadla z axiálního posunutí rotoru čerpadla, dále kolísání otáček a případně správný smysl otáčení rotoru.

Tyto parametry se dosud měří odděleně. Je například známo zapojení pro sledování posuvu rotoru, využívající závislosti změny indukčnosti na posuvu rotoru, kde jsou v měřicím můstku zapojeny jedna nebo dvě oívky, které jsou zároveň jak budicími tak i snímaoími cívkami. Nevýhodou tohoto zapojení je, že měří pouze posunutí rotoru. Vyhodnocení počtu otáček a smyslu otáčení se provádí například zapojením, kde je rotor opatřen měrným kotoučem s výřezy. Otáčky jsou snímány dvěma fotoelektriokými snímači, pomocí kterých vznikají dva impulsní signály navzájem posunuté o čtvrt periody, popřípadě o polovinu impulsu a tyto impulsy se dále elektronicky zpracovávají. Nevýhodou tohoto zapojení je, že měří pouze otáčení rotoru.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zapojení pro snímání pohybu rotoru, zejména napájecího čerpadla podle vynálezu, jehož rotor je opatřen měrným kotoučem s výřezy, sestávající z budicí cívky, zdroje budicího signálu, snímacích cívek, usměrňovačů, diferenciálních zesilovačů, napěťového indikátoru, impulsního indikátoru, úrovňového převodníku, klopného obvodu, diferenciálního integrátoru a polaritního indikátoru, a jeho podstata spočívá v tom, že budicí cívka je spojena s napájecím vedením se zdrojem budicího signálu a žesnímaoí cívky jsou spojeny s usměrňovači tak, že první snímaoí cívka je napojena na vstup druhého usměrňovače, třetí snímací cívka je napojena na vstup třetího usměrňovače a čtvrtá snímací cívka je napojena na vstup Čtvrtého usměrňovače, kde souhlasné póly prvního a druhého usměrňovače jsou spojeny prvním propojovacím vodičem, souhlasné póly třetího a čtvrtého usměrňovače jsou spojeny druhým propojovacím vodičem a opačné póly usměrňovačů jsou spojeny spojovacími vodiči a diferenciálními zesilovači tak, že s prvním diferenciálním zesilovačem je spojen první usměrňovač prvním spojovacím vodičem a druhý usměrňovač druhým spojovacím vodičem, zatímco s druhým diferenciálním zesilovačem je spojen třetí usměrňovač třetím spojovaoím vodičem a čtvrtý usměrňovač čtvrtým spojovacím vodičem, kde diferenciální zesilovače jsou opatřeny výstupními vedeními tak, že první výstupní vedení spojuje první diferenciální zesilovač s napěťovým indikátorem, zatímoo druhé výstupní vedení spojuje druhý diferenciální zesilovač s impulsním indikátorem, kde druhý diferenciální zesilovač je dále spojen připojovaoím vedením s úrovňovým převodníkem, spojeným dvoukaná* lovým vedením s diferenciálním integrátorem tak, že mezi úrovňovým převodníkem a diferenciálním integrátorem je v dvoukanálovém vedení zapojen klopný obvod, přičemž diferenciální integrátor je spojen vyhodnocovacím vedením s polaritním indikátorem.

Vyšší účinek vynálezu se projevuje zjednodušením zapojení, kde jediným snímačem lze sledovat jak axiální posuv, tak i počet otáček a smysl otáčení rotoru čerpadla.

Příklad konkrétního provedení zapojení podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkrese, kde obr. 1 představuje blokové sohéma zapojení s vyznačením polohy měrného kotouče vzhledem k snímacím cívkám a na obr. 2 je čelní pohled na aktivní stranu snímače s vyznačením uspořádání budicích a snímacích cívek.

Podle vynálezu je rotor neznázorněného čerpadla opatřen měrným kotoučem 1, na jehož obvodě jsou uspořádány výřezy 2. K obvodu měrného kotouče 1 je přivrácena aktivní strana snímače 3, v jehož podélné ose je umístěna budící oívka 4 spojená napájecím vedením se zdrojem 6 budicího signálu. Kolem budicí cívky 4 jsou ve snímači 3 uspořádány symetricky čtyři snímací cívky 2> 9, 10 spojené se čtyřmi usměrňovači 11, 12.

13, 14. První snímací cívka 2 napojená na vstup prvního usměrňovače 11 spolu s druhou snímací oívkou 8 napojenou na vstup druhého usměrňovače 12 jsou uloženy v rovině procházející osou rotace měrného kotouče j., zatímco třetí snímací cívka 9, napojena na vstup třetího usměrňovače 13 spolu se čtvrtou snímací cívkou 10 napojenou na vstup čtvrtého usměrňovače 14 jsou uloženy v rovině kolmé na osu rotace měrného kotouče 1. Souhlasné, kupříkladu záporné póly výstupů usměrňovačů 11, 12, 13, 14 jsou propojeny dvěma propojovacími vodiči 15, 16 tak, že záporný pól prvního usměrňovače .11 je spojen prvním propojovacím vodičem 15 se záporným pólem druhého usměrňovače 12, zatímco záporný pól třetího usměrňovače 13 je spojen druhým propojovacím vodičem 16 se záporným pólem čtvrtého usměrňovače 14. Opačné, to je kladné póly výstupů usměrňovačů 11. 12.

13. 14 jsou spojeny čtyřmi spojovacími vodiči 12, 18, £9, 20 se dvěma diferenciálními zesilovači 21. 22 tak, že s prvním diferenciálním zesilovačem 21 je spojen kladný pól prvního usměrňovače 11 prvním spojovacím vodičem 17 a kladný pól druhého usměrňovače 12 druhým spojovacím vodičem 18, zatímco s druhým diferenciálním zesilovačem 22 je spojen kladný pól třetího usměrňovače 13 třetím spojovacím vodičem 19 a kladný pól čtvrtého usměrňovače 14 čtvrtým spojovacím vodičem 20.

Výstupy diferenciálních zesilovačů 21, 22 jsou opatřeny dvěma výstupními vedeními 23. 24. z niohž první výstupní vedení 23 spojuje výstup prvního diferenciálního zesilovače 21 s napěťovým indikátorem 25. zatímco druhé výstupní vedení 24 spojuje výstup druhého diferenciálního zesilovače 22 s impulsním indikátorem 26. Dále je výstup druhého diferenciálního zesilovače 22 spojen připojovaoím vedením 27 s úrovňovým převodníkem 28. jehož výstup je spojen dvoukanálovým vedením 29 a diferenciálním integrátorem 30, přičemž mezi úrovňovým převodníkem 28 a diferenciálním integrátorem 3.0 je v dvoukanálovém vedení 29 zapojen klopný obvod 31. Výstup diferenciálního integrátoru 30 je spojen vyhodnooovaoím vedením 32 s polaritním indikátorem 33.

Budioí a snímací oívky spolu s usměrňovači a diferenciálními zesilovači lze umístit přímo ve snímači 3, ostatní obvody a přístroje mohou být uspořádány mimo snímač 3.

Měrný kotouč 1 je zhotoven z feromagnetického materiálu.

Ve výchozím stavu se nachází měrný kotouč 1 například přesně uprostřed mezi první a druhou snímací oívkou 8. Za předpokladu, že budicí oívka 4 je napájena napájecím vedením £ ze zdroje 6 budioího signálu, jsou indukovaná napětí v těchto prvních dvou snímaoích oívkáoh 2, 8 phodná, na výstupu prvního diferenciálního zesilovače 21 je nulové napětí a napěťový indikátor 25. tvořený například stejnosměrným voltmetrem s nulou uprostřed, Indikuje nulovou výchylku. Vyohýlením měrného kotouče 1 na jednu stranu, které je způsobeno například opotřebením neznázorněného axiálního ložiska, dojde ke změně vzájemné vazby mezi budioí oívkou 4 a prvními dvěma snímaoíml cívkami 2, 8 a tím 1 ke změně indukovanýoh napětí, která jsou usměrněna prvními dvěma usměrňovači 11. 12. Rozdíl těchto usměrněnýoh napětí, úměrný posunutí je dále zesílen pomooí prvního diferenoiálního zesilovače 21 a zpracován napěťovým indikátorem 25. který indikuje velikost posunutí například na stupnici, nebo digitálně, případně provádí časový záznam, něho ovládá neznázorněné zabezpečovací zařízení. Vyohýlením měrného kotouče 1 na opačnou stranu má rozdíl usměrněnýoh napětí opačnou polaritu a napěťový indikátor 25 indikuje opačný smysl posunutí například ofcaBnou výohylkou.

Otáčí-li se měrný kotouč 1, dojde při průohodu výřezu 2 oblastí například mezi třetí snímací oívkou 2 ^a budioí oívkou 4 k poklesu vzájemné vazby a tím ke snížení indukovaného napětí v třetí snímací oívoe 9. Tomu odpovídá na výstupu třetího usměrňovače 13 snížení napětí a na výstupu druhého diferenoiálního zesilovače 22 napěťový impuls záporné polarity. Obdobně při průohodu výřezu 2 oblastí mezi čtvrtou snímaoí cívkou 10 a budioí oívkou 4 dojde ke snížení indukovaného napětí ve čtvrté snímaoí oívoe 10, čemuž odpovídá na výstupu čtvrtého usměrňovače 14 snížení napětí a na výstupu druhého diferenoiálního zesilovače 22 napěťový impuls kladné polarity. Četnost impulsů je úměrná počtu otáček a je měřena impulsním indikátorem 26. který při volbě příslušné časové a převodní konstanty indikuje přímo počet otáček na zvolenou časovou jednotku, případně ovládá neznázorněné zabezpečovaoí zařízení.

Informaoe o smyslu otáčení je dána vzájemnou polohou impulsů kladné a záporné polarity za předpokladu, že šířka výřezů 2 je značně odlišná od šířky výstupků 34 měrného kotouče 1 a že kolem snímače 3 prochází současně vždy pouze jeden výřez 2. Úrovňový převodník 28 převádí impulsy jednak do oboru jedné polarity, jednak na úroveň vhodnou k dalšímu zpraoování a dále rozděluje impulsy do dvoukanálového vedení 29 kanálů 22, tak, že v prvním kanále 35 jsou například původní kaldné impulsy a v druhém kanále 36 jsou kladné impulsy časově odpovídajíoí původním záporným impulsům na vstupu úrovňového převodníku 28. Impuls v prvním kanále 35 způsobí, že za klopným obvodem 31 vznikne například v prvním kanále 35 stav logické jedničky a současně v druhém kanále 36 stav logické nuly, zatímoo impuls v druhém kanále 36 překlopí klopný obvod 31 tak, že za klopným obvodem 21 vznikne v prvním kanále 35 stav logioké nuly a současně v druhém kanále 36 stav logioké jedničky..Diferenciální Integrátor 30 odečítá například od stavu v prvním kanále 35 stav - v druhém kanále 36 a získaný rozdíl integruje. Po Integraoi je tento rozdíl kladný nebo záporný v závislosti na smyslu otáčení měrného kotouče 1. Na výstupu diferenciálního integrátoru 30 tím vznikně nerovnoměrné stejnosměrné napětí o příslušné polaritě odpovídajíoí smyslu otáčení rotoru. Polarita tohoto napětí je indikována polaritním indikátorem 33. který indikuje smysl otáčení například světelnými nebo zvukovými signály, případně ovládá neznázorněné zabezpečovaoí zařízení.

Claims (1)

1. P R E D Μ Ε T VYÁLEZU

   1. Zapojení pro snímání pohybu notoru, zejména napájecího čerpadla, jehož rotor je opatřen měrným kotoučem s výřezy, sestávající z budioí oívky, zdroje budioího signálu snímaoíoh oívek, usměrňovačů, diferenciálních zesilovačů, napěťového indikátoru, impulsního indikátoru, úrovňového převodníku, klopného obvodu, diferenciálního integrátoru a polaritního indikátoru, vyznačující se tím, že budioí cívka (4) je spojena napájecím vedením se zdrojem (6) budicího signálu a že snímací cívky (7, 8,

   9, 10) jsou spojeny s usměrňovači (11, 12, 13, 14) tak, že první snímaoí cívka (7) je napojena na vstup prvního usměrňovače (ll), druhá snímací cívka (e) je napojena na vstup druhého usměrňovače (12), třetí snímaoí cívka (9) je napojena na vstup třetího usměrňovače (13) a čtvrtá snímaoí cívka (10) je napojena na vstup čtvrtého usměrňovače (14), kde'souhlasné póly prvního a druhého usměrňovače (ll, 12) jsou spojeny prvním propojovaoím vodičem (15), souhlasné póly třetího a čtvrtého usměrňovače (13, 14) jsou spojeny druhým propojovacím vodičem (16) a opačné póly usměrňovačů (ll, 12, 13, 14) jsou spojeny spojovacími vodiči (17, 18, 19, 20) s diferenciálními zesilovači (21, 22) tak, že s prvním diferenciálním zesilovačem (21) je spojen první usměrňovač (ll) prvním spojovacím vodičem (17) a druhý usměrňovač (12) druhým spojovaoím vodičem (18), zatímco s druhým diferenciálním zesilovačem (22) je spojen třetí usměrňovač (13) třetím spojovacím vodičem (19) a čtvrtý usměrňovač (14) čtvrtým spojovaoím vodičem (20), kde diferenciální zesilovače (21, 22) jsou opatřeny výstupními vedeními (23, 24) tak, že první výstupní vedení (23) spojuje první diferenciální zesilovač (2l) s napěťovým indikátorem (25), zatímco druhé výstup ní vedení (24) spojuje druhý diferenciální zesilovač (22) s impulsním indikátorem (26) , kde druhý diferenciální zesilovač (22) je dále spojen připojovacím vedením (27) s úrovňovým převodníkem (28), spojeným dvoukanálovým vedením (29) s diferenciálním integrátorem (30) tak, že mezi úrovňovým převodníkem (28) a diferenciálním integrátorem (30) je v dvoukanálovém vedení (29) zapojen klopný obvod (31), přičemž diferenciální integrátor (30) je spojen vyhodnocovacím vedením (32) s polaritním indikátorem (33).