CS219119B1 - Elektrický snímač polohy rozvodného šoupátka - Google Patents

Abstract

Vyinález se týká snímání polohy rozvodného šoupátka a řeší uspořádání snímače se stejnosměrným výstupním signálem. Ve středu cívkového tělesa je navinuta na jeho válcovém pevrchů budicí cívka oddělená funkčními mezerami od snímacích cívek, «navinutých seuirněmě vzhledem ke středu budicí cívky na koncích válcového povrchu cívlkového tělesa. Cívkové těleso· je upevněno v držáku spolu s deskou s elektronickými obvody a je zakryto· ochranným krytem. Uvnitř cívkového· tělesa je otvor pro jádro vytvořené z tirubky, která je spojená přes izolační vložku s držákem jádra. V základní poloze je· jádro· zasunuto· v otvoru držáku cívek a jeho čela jisou ve středu snímacích cívek. Při jeho vychýlení se mění indukované napětí snímacích cívek. Signál z obou snímacích cívek se upravuje a sečítá. Polarita výsledného signálu udává siměr pohybu jádra, a velikost signálu je úměrná výchylce jádra ze střední polohy. Vynález se využije při snímání polohy rozvodných šoupátek při regulaci a řízení v energetice.

Description

Vynález se týká elektrického snímače polohy rozvodného šoupátka se stejnosměrným výstupním signálem’, pro· snímání polohy hydraulických rozvodných šoupátek a servomotorů s přímočarým pohybem.

Zinámá elektrické sníím-ače polohy se stejnosměrným výstupním signálem jsou indukční snímiače malých rozměrů pro malý zdvih. Jsou obvykle vytvořeny z několika cívek navinutých na společném cívkovém tělelse. Jsou to jednak cívky snímiací, cívka pomocného vinutí a cívka hlavního vlinutí. Nevýhodou těchto snímačů je, že mají poměrně -malý zdvih, který je pro měření polohy rozvodných šoupátek nedostatečný a měřený rozsah se zajišťuje obvykle přídavným mechanickým převodem. Výroba převodu, který musí být přesný a nesimí vykazovat žádný mrtvý chod, je výrobně náročná a drahá. Rovněž vytvořením několika vinutí cívek z kvalitního materiálu rostou nároky jak nai cenu materiálu, tak na výrobu. Další nevýhodou těchto snímačů je, že jsou citlivé na miechanilcké rázy, ke kterým u hydraulických šoupátek dochází, což má za následek zvětšenou poruchovost snítoačů a zvýšené náklady na jejich údržbu. Obdobně jsou vytvořeny snímače polohy pro měření většího rozsahu zdvihu. Tyto snímače jsou robustní, nejsolu tolik citlivé na mechanické rázy, ale jejich nevýhodou je značná spotřeba elektrické energie pro buzení magnetického obvodu a spotřeba energie pro- zpracování střídavého signálu buď v oiddělenélm přístroji, nebo- v regulátoru.

Proto vznikl požadavek na vytvoření takového snímače polohy, který pracuje s dostatečným zdvihem, např. 5Ό mim,, bez mechanického převodu a u kterého¹ se nebudou pr o je voV at nedostatky dosa vad nic h snímačů.

Tento problém řeší elektrický snímač po1 ohy rozvodného š cu p átka s e s tejn osmě r ným výstupním signálem podle vynálezu, Je vytvořen :z držáku, který je spojen s ochrsnnýlm kiryltem. Uvnitř ochranného krytu je na držáku, připevněna deska s elektronickým obvodem a cívkové tělelso s cívkami a uvnitř držáku a cívkového tělesa je -otvctr pro jádro.

Podstata vynálezu, spočívá v tom, že snímací cívky jsou na-vinuty každá na Jednom kraji válcového povrchu cívkového tělesa. Ve střední části válcového povrchu cívkového tělesa je- navinuta budicí cívka. Mezi budicí cívkou ai snímacími cívkami jisou funkční mezery. Délka každé funkční mezery je rovná 0,45 až 0,55 délky snímací cívky. Vzdálenost imiezi středy snímacích -cívek se rovná délce trubky, která je přes elektricky izolační vložku spojená s držákem jádra-.

Výhodou uspořádání podle vynálezu je, že snímán má dostatečně velký zdvih beiz použití imechanilckého převodu, a tím má i dostatečně velký rdzsah měřené plochy. Má menší počet cívek, tím i .menší spotřebu drahého měděného materiálu. Také jeho výroba β ohledem na jednoduché uspořádání j-e poměrně levná, což má za následek nízké výrobní i materiálové náklady. Snímač je přitom destatečně robustní, což zajišťuje funkční spolehlivost .mechanického systému •a odolnost proti mechanickým rázům.

Příklad uspořádání snímače podle vynálezu je znázorněn na výkresu, kde na obr. 1 je dlržálk s krytem a cívkovým -tělesem s cívkami v nárysném řezu, na obr. 2 je jádiro snímače v nárysu.

Vívkové těleso 1 (obr. 1) je trubka z eleiktrieky izolačního materiálu. Na spodním čele trubky je vytvořena příruba. Na válcovém povrchu trubky u každého kraje je navinuta snímací cívka 3, 4, Uprostřed cívkového tělelsa 1 mezi oběma snímacími cívkami¹ 3, 4 je na válcovém povrchu cívkového tělesa 1 navinuta budicí cívka 2. Mezi budící cívkou 2 a snímacími cívkami 3, 4 jsou funkční mezery 5, 6, to znamená, že válcový povrch cívkového tělesa 1 je prázdný. Obě funkční mezery 3, 6 i obě snímací cívky 3, 4 jsou -souměrně uspořádány vzhledem ke středu délky budicí cívky 2. Obě snímiací cívky 3, 4 jsou stejně dlouhé. Také obě funkční mezery 5, 6 jsou stejně dlouhé. Délka každé funkční mezery 5, 8 Je rovná 0,45 až 0,55 délky snímací cívky 3, 4. Cívkové těleso 1 je upevněno ve vlastním držáku 11 cívkového tělesa 1. Na držáku 11 cívkového tělelsa 1 je též upevněna deska. 12 s elekťrohičlkým obvodem pro úpravu signálu snímialče. K držáku 11 cívkového tělesa 1 je upevněn ochránný kryt 13, kteirý -chrání cívkové těleso^! 1 s cívkami 2, 3, 4 i deisiku ll2 s elektronickými obvodem před mechanickým poškozením a před prachem-. Ve středu držáku 11 cívkového tělesa 1 je otvor pro jádro 7, jehož plrůíměr je stejný jako otvor v cívkovém' tělese 1 a slouží pro vložení jádra 7. Jádro 7 snímače (obr. 2} je vytvořeno z trubky 8 vyrobené z magneticky měkkého materiálu. Délka trubky 8 je stejně velká jako vzdálehoisjt mezi středy obou snímacích cívek 3, 4. Trubka 8 je spojena přeis izolační vložku 9 s držákem 10 jádra 7. Držák 11 jádra 7 je imecháničky připojen ik měřenému objektu, který není na výkresech znázorněn. Jádiro 7 snímače má menší průměr, než je vnitřní průměr cívkového tělesa 1, takže je v tomto otvoru uloženo volně isuVmě. Při jeho přesouvání v -cívkovém- tělese 1 nedochází Ik opotřebení.

Elektrický snímač polohy rozvodného šoupátka pracuje takte-: V základní poloze je jádiro 7 zasunuto v otvoru držáku 11 cívek. Konce trubky 8 Jádra 7 leží v rovinách procházejících středy snímacích cívek 3, 4. Budicí cívka, 2 se napájí střídavým stabilizovaným naípětím. V obou snímacích cívkách 3, 4 se indukuje střídavé napětí opačné polarity, tato napětí se upravují a sečítají a výsledný signál je nulový. Jestliže se hydraulické šoupátko pohne na jednu nebo druhou stranu, zvýší se indukované napětí v té smíímlaicí cívce, do které se trubka 8 jádra 7 zasouvá, a snižuje se napětí v té snímací cívce, ze které se trubka jádra vysouvá. Výsledný signál má polaritu odpovídající směru pohybu jádra 7 a velikost signálu odpovídá délce posunutí jádra 7 ze střední polohy.

Vynález se využije u snímačů hydraulických rozvodných šoupátek a servomotorů s přímočarým výstupním pohybem.

Claims (1)

1. Elektrický snímač polohy rozvodného šoupátka se stejnosměrným výstupním signálem, vytvořený z držáku -spojeného s ochranným krytem, uvnitř kterého· je na držáku připevněna deska s elektronickým obvodem a -cívkolvé těleso s cívkami a uvnitř držáku a cívkového tělesa je otvor pro jádro-, vyznačující se tím, že snímací cívky (3, 4) jsou navinuty každá na jednám konci válcového povrchu cívkového tělesa (1) a ve střední

   VYNÁLEZU části je na válcovém povrchu cívkového tělesa navinuta budiči cívka (2), která je oddělena cd každé snímací cívky (3, 4) funkční mezerou (5, 6), jejíž délka je rovná 0,45 až 0,55 délky snímací cívky (5, 6), přičemž vzdálenost mezi středy obou snímacích cívek (3, 4) odpovídá délce trubky [8] spojené přes izolační vložku (9) s držákem (10) jádra.