CS219123B1 - Zapojení snímače polohy rozvodného šoupátka - Google Patents

Abstract

Vynáleiz se týká regulace vodních turbín a řeší zapojení snímače polohy rozvodného šoupátka se stejnosměrným výstupním signálem. Oscilátor napájí budicí cívku umístěnou na .cívkovém tělese. Budicí cívlka je umístěna ve středu cívkového tělesa a na koncích jsou souměrně k budicí cívce navinuty snímací cívky. Při zasunutí jádra do cívkového tělesa se indukuje v obou snímacích cívkách. napětí vzájeímně opačné fáze. Toto napětí se vede přeis derivační kondensátory jednak přímo a jednatk přes usměrňovači obvody do dolnofrekvenoní propusti. Na výstupu dolinofreikvemční propusti je dvouceistně usměrněný a vyfiltrovaný signál, jehož velikost a polarita je úměrná poloze jádra v cívkovém^ tělese. Využije ise u hydraulických šoupátek a servomotorů s přímočarým výstupním pohybem, zejména při řízení a regulaci.

Description

Vynález se týká zapojení' snímače polohy rozvodného šoupátka se stejnosměrným výstupním signálem píro snímání polohy hydraulických rozvodných šoupátek.

Nejznámější snímače polohy j;sou potenciúmctry. Pctenciolmeitry jsou vhodné pro snímání polohy <při pomalých pohybech nebo při malém počtu hodin činnosti zařízení. Mechanický kontakt mezi běžcem potenciometiru a odporovou drahou je nevýhodný, protože imá omezenců životnost, přechodový odpor a značný výstupní odpor obvodu, do kterého je zařazen.

Při regulaci parních a vodních turbín, válcovacích sltolic a lisů se používá snímačů, které pralcují na indukčním inebo kapacitním principu. Výstupní střídavé napětí těchto snímačů se obvykle usměrňuje pomocí disíkiriminátorů. Výhodou je, že se vyloučí parazitní střídavé signály ze síťového systému. Nevýhodou je poměrná složitost. Velmi často* .se zapojení zjednodušuje použitím jednocesítného usměrnění, což stačí pro ukazování a registraci. Při regulaci vadí zhoršené dynamické chování a větší parazitní signál ve výstupním signálu.

Tyto nedostatky odstraňuje zapojení snímače polohy rozvodného šoupátka; se stejnosměrným výstupním signálem podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že výstup oscilátoru je spojen s budicí cívkou snímače, jehož první snímací cívka je spojena přes první derivační kondenzátor se druhým vstupem dolnofrekvenční propusti a se vstupem prvního usměrňovacího obvodu. Výstup prvního usměrňovacího obvodu je spojen s prvním vstupem dolnofrekvenční propusti. Druhá budicí cívka snímače je spojena přes druhý derivační kondenzátor se třetím vstupeim dolnclfrekvenční propusti a se vstupemi druhého usměrňovacího* Obvodu. Výstup druhého usměrňovacího obvodu je spojen se čtvrtým vstupem dolnofrekvenční propusti. Výstup dolnofrekvenční propusti je spojen s výstupem zapojení.

Výhodou zapojení podle vynálezu je*, že elektronický vyhodnocovací obvod je ve společném krytu s vlastním snímiačeím, a tak se vytváří kompaktní celek. Zapojení nevykazuje žádné kontakty a mechanické 'dotyky, takže nedochází k opotřebení. Funkci zapojení neovlivňují fyzikální a klimatické podmínky ve kterých pracuje. Je dostatečně odolné proti mechanickým otřesům. Pracuje télměř bez poruch a nevyžaduje prakticky žádnou údržbu, protože je vytvořen z malého množství elektrických prvků. Parazitní složka rušivého střídavého signálu je nepatrná a nepřevyšuje 0,5 % velikosti jmenovitého užitečného- signálu. Dynamické vlastnosti velmi dobře vyhovují použití v hydraulických obvodech se zpožděním kratším' než jUis.

Příklad zapojení podle vynálezu je znázorněn v blokovém schématu na výkresu.

jednotlivé hlavní bloky zapojení je možno chialrakterizovat takto: Oscilátor je vytvořen z oper ačmíih o zesl 1ovače s komb in o vanou zpětnou vazbou, to znamená s proporcionální kladnou a se zápornou zpětnou vazbou -s-e spožděním. Slouží jako zdroj střídavého napájecího napětí pro napájení budicího vinutí 3 snímače polohy rozvodného šoupátka. Cívkové těleso 1 snímače je vytvořeno jako trubka z izolačního- imateriálu. Ve středu je navinuta budicí cívka 2 .a souměrně k ní jsou navinuty na koncích cívkového tělesa 1 snímací cívky 3, 4. Na jedné straně je první snflmlaicí cívka· 3 a na druhé straně je -druhá snímací cívka 4. Mezi budicí cívkou 2 a oběma snímacími cívkami 3, 4 jsou funkční mezery 5, 6. Uvnitř válcového, otvoru cívkového tělesa 1 snímače je otvor pro jádro 17 snímiače. Jádro 17 snímače je vytvořeno z trubky z magneticky měkkého materiálu a je v otvoru tělesa 1 snímače volně suvné. Délka jádra 17 snímiače se rovná vzdálenosti mieizi středy obou snímacích cívek 3, 4. V základní poloze jsou čela jádra 17 snímače v rovinách procházejících středy obou snímacích cívek 3, 4.

Oba derivační komdenzátory 6, 7 jsou stejné a slouží k potlačení nízkých kmitočtů, zejména u signálů elektrovodné sítě. Oba u-směirňovací obvody 8, 9 jsou stejné až na výstupní polaritu signálů a jsou vytvořeny z operačního zesilovače s diodou v záporné zpětné vazbě a slouží k usměrnění střídavého signálu z přiřazené snímací cívky. Dolnofíťetevenční propust 14 je vytvořena z operačního zesilovače a čatsově závislé záporné zpětné vazby, tzv. aktivní filtr druhého řádu, tj. ze dvou časově závislých zpětných záporných vteelb. Slouží k potlačení střídavé složky usměrněných sign álů na hodnotu, která už neovlivní další zpracování výstupního signálu snímací polohy.

Jednotlivé bloky a součásti jsou zapojeny talkto: Výstup 51 oscilátoru 5 je spojen s budicí cívkou 2 cívkového tělesa 1 snímače. První snímací cívka 3 tělesa: 1 snímače je spojena přes první derivační kcindenzátoir 6 se druhým vstupem 11 dolnofrekvenční propusti 14 a *se vstupem 81 prvního usměrňovaicího obvodu 8. Výstup 82 prvního usiměrňOvacíího* obvodu 8 je spojen s prvními vstupem 10 dolnofrekvenční propusti 14. Druhá budicí cívka 4 je spojena pře-s druhý derivační kondenzátor 7 se třetím vstupem 12 dolnofrekvenční propusti 14 a se vstupem 91 druhého uisJmiěrňovacího obvodu 9. Výstup 92 druhého usměrňovacího obvodu 9 je spojen se čtvrtým vstupem 13 dolnofrekvenční propusti 14, jejíž výstup 15 je spojen s výstupem 16 zapojení.

Zapojení pracuje takto: Oscilátor 5 vytváří 'stabilizované střídavé nUípětí, kterým se napájí budicí vinutí 2 cívkového tělesa 1 snímače. Podle míry zasunutí jádra 17 snímače do cívkového tělesa 1 snímače se indukují střídavá napětí na obou snímacích cívkách 3, 4 v takových velikostech, že vý219123 sledný signál na výstupu 16 zapojení je úměrný poloze jádra 17 snímače v cív/koVém tělese 1 snímače. Střídavé inap&tí ,z první snímaní cívky 3 se vede přes první derivační kondenzátor 6 do prvního usměrňovacího obvodu 8. Podobně se vede .střídavé napětí ze diruhé snímací cívky 4 přes druhý derivační kondenzátor 7 do druhého usmišrňovacího obvodu 9. Oba derivační Ikcndenzátory 6, 7 propouští pouze proud vysokého kmitočtu Oscilátoru a nikoliv parazitní signály o nízkém kmitočtu, které se mohou indukovat do snímacích cívek 3, 4, První usmorňovací obvod 8 poskytuje na svém výstupu jen kladný signál, obdobně druhý usmiěirňovacl -obvod 9 jen záporný signál.

Kladný i záporný signál se společně se střídavými’ signály sčítají a filtrují v dořnofrekvenční propusti 14. Signál na výsitupu 15 dolncřirekvenční přepustí 14 je dvoncestně usměrněný, vyfiltrovaný, to znamená, že jo zbavený střídavé složky, a je úměrný poloze jádra 17 snímače v cívkovém těleso 1 snímače nejen co do· velikosti, ale i co do polarity výstupního signálu. Výstupní signál je nulový, když jádro 17 symetricky zasahuje do obou snímacích cívek 3, 4.

Vynálezu se využije u snímačů hydraulických šoupátek a servomotorů s přímočarým výstupním pohybem při regulaci a řízení v energetice a chemickém průmyslu.

Claims (1)

1. Zapojení snímače polohy rozvodného- šoupátka se sitejnoísměmým výstupním signálem, 'vyznačující se tím. že se skládá z oscilátdru (5), jehož výstup (51 j jie spojen s budicí cívkou (2) snímače, jehož první snímací cívka (3) je spojena přes první derivační kondenzátor (6) se druhým vstupem (11) dotinofrekvenční propusti (14) a se vstupem (81) prvního usměrňovacího obvodu (8), jehož výstup (8,2) je spojen s prvním

   VYNÁLEZU vstupetm (10) dolnofrekvenční propusti (14), a druhá budicí cívka (4) snímače je spojena přes druhý derivační kondenzátor (7) se třetím vstupem (1'2) dolnofrekvenční propusti (14) a se vstupem (91) druhého usměrňovacího obvodu (9), jehož výstup (92) je spojen se čtvrtým vstupem. (13) dolnofrekvenční propusti (14), jejíž výstup (15) je spojen s výstupem (16) zapojení.