CS261621B1 - Vícekanálový měřič otáček, zejména ke zkoušení spalovacích, vznětových, případně turbínových motorů - Google Patents

Description

Vynález se týká víeekanálovélio měřiče otáček zejména ke zkoušení vznětových, spalovacích, případně turbínových motorů. Lze ho použít pro měření pohybových charakteristik cyklicky se pohybujících částí.

Dosud se měření pohybových charakteristik provádí mechanickými, pneumatickými a elektrickými měřiči. Nevýhodou mechanických měřičů, kdy se převádí pohybové charakteristiky na mechanické veličiny, jsou vesměs jejich velké rozměry a nízký rozsah měřených veličin. Nevýhodou pneumatických měřičů je nutnost napojení na zdroj měřicího tlaku, poměrně vysoké nároky na přesnost použitých součástí a značná závislost přesnosti měření na teplotě. Většinu z těchto nedostatků odstraňují elektrické měřiče, u kterých jsou pohybové charakteristiky převáděny 11a elektrické signály. Nevýhodou měřičů všech dosud známých provedení je, že zachycují fázové posunutí měřených veličin a při vyhodnocení takto změřených veličin je třeba tyto signály dodatečně převést na jednotnou časovou základnu, což se provádí dosud vesměs ručně a bývá zdrojem častých chyb.

Uvedené nevýhody odstraňuje vícekanálový měřič otáček, zejména ke zkoušení vznětových, spalovacích, případně turbínových motorů, který je opatřen alespoň jed2 ním snímačem. Otáčkoměr sestává z čítacího členu, který je opatřen vstupem na systémovou sběrnici mikroprocesoru, přičemž čítači člen je dále připojen na zdroj reálného času, přes systémovou sběrnici mikroprocesoru na přizpůsobovací člen. Přizpůsobovací člen je dále připojen jednak na ovládací panel a jednak na zobrazovač podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že čítači člen sestává ze vstupního multiplexoru opatřeného vstupy od snímačů, přičemž vstupní multiplexor je připojen na další multiplexor. V čítacím členu je tento multíplexor připojen spolu s prvním čítačem, druhým čítačem a třetím čítačem svými vstupy na systémovou sběrnici mikroprocesoru. Multiplexor je svým prvním výstupem připojen na vstup prvního čítače a jednak je multiplexor svým druhým výstupem připojen současně s výstupem prvního čítače na vstup klopného obvodu. Výstupy klopného obvodu jsou každý zvlášť připojeny na první vstup druhého čítače a na první vstup třetího čítače. Druhý a třetí čítač jsou dále svými druhými vstupy připojeny na zdroj reálného času. Zobrazování vyhodnocených měřených údajů je přes systémovou sběrnici mikroprocesoru z výstupu přizpůsobovacího členu jednak přes první zesilovač na první vstup zobrazovacího prvku a jednak přes dekodér a druhý zesilovač na druhý vstup zobrazovacího prvku, přičemž k dekodéru je připojen zhášecí obvod.

Zdroj reálného času, všechny tři čítače a přizpůsobovací člen jsou funkčně programovatelné. Celkové řízení vícekanálového měřiče, otáček je mikroprocesorem a jeho programem. Z hlediska snížení rozsahu součástkové základny vícekanálového měřiče otáček je výhodné, je-li zdroj reálného času tvořen mikroprocesorem. Výhodou vícekanálového měřiče otáček podle vynálezu je, že umožňuje měřit otáčky různých rotujících součástí podle umístění snímačů, přičemž vyhodnocení měření dává následné údaje o hodnotě otáček ve všech snímaných místech, včetně možnosti volby počtu snímaných bodů v jednom snímaném místě při zachování vysoké přesnosti měření a velkého měřicího rozsahu, který činí 100 až 100 000 ± 1 ot./min. Další výhodou je vysoká provozní spolehlivost a životnost vícekanálového měřiče otáček, vyplývající z toho, že důležité funkční bloky vícekanálového měřiče otáček jsou připojeny přes systémovou sběrnici mikroprocesoru a jsou jím řízeny, což umožňuje použití programových autodiagnostických testů a kontrolu přesnosti a spolehlivosti měřených údajů s následným vyhodnocením. Výroba vícekanálového měřiče otáček je charakterizována nízkou součástkovou základnou, je jednoduchá, lze ho dodávat ve formě stavebnice spolu s obvody vyhodnocení fázového posunutí snímaných míst. Tyto obvody nejsou předmětem tohoto vynálezu.

Vynález je dále blíže popsán na příkladu jeho provedení pamocí výkresů, kde obr. 1 znázorňuje schéma zapojení vícekanálového měřiče otáček, obr. 2 znázorňuje schéma čítacího členu a obr. 3 znázorňuje schéma zapojení zobrazovače.

Vícekanálový měřič otáček sestává z čítacího členu 1, který je opatřen vstupem na systémovou sběrnici mikroprocesoru 3, přičemž čítači člen 1 je dále připojen na zdroj reálného času 2 a přes systémovou sběrnici mikroprocesoru 3 na přizpůsobovací člen 8. Přizpůsobovací člen 8 je dále připojen jednak na ovládací panel 6 a jednak na zobrazovač 7. K systémové sběrnici mikroprocesoru 3 je připojena ještě pevně programovatelná paměť 4 a proměnná paměť 5. Citaci člen 1 sestává ze vstupního multiplexoru opatřeného vstupy od snímačů, přičemž vstupní multiplexor 10 je připojen na další multiplexor 11. V čítacím členu je tento multiplexor 11 připojen spolu s prvním čítačem 13, druhým čítačem 14 a třetím čítačem 15 svými vstupy na systémovou sběrnici mikroprocesoru 3. Multiplexor 11 je svým prvním výstupem připojen na vstup prvního čítače 13 a jednak je multiplexor svým druhým výstupem připojen současně s výstupem prvního čítače 13 na vstup klopného obvodu 12. Výstupy klopného obvodu 12 jsou každý zvlášť připojeny na vstup druhého čítače 14 a na vstup třetího čítače 15. Druhý čítač 14 a třetí čítač 15 jsou dále svými vstupy připojeny na zdroj reálného času 2. Zobrazování vyhodnocených měřených údajů je přes systémovou sběrnici mikroprocesoru 3 z výstupu přizpůsobovacího členu 8 jednak přes první zesilovač 16 na zobrazovací prvek 20 a jednak přes dekodér 18 a druhý zesilovač 19 na zobrazovací prvek 20, přičemž k dekodéru 18 je připojen zhášecí obvod 17. Ovládací panel 8 je tvořen s maticovým uspořádáním. Zdroj reálného času 2 je odvozen od krystalového oscilátoru pro mikroprocesor 3.

Vícekanálový měřič otáček zpracovává v konkrétním praktickém použití vstupní elektrický signál ze snímače polohy odpovídající horní úvrati 1, válce vznětového motoru. Tento signál je vyhodnocován přes čítači člen 1 a přes systémovou sběrnici mikroprocesoru 3 a hodnota otáček je průběžně zobrazována přes přizpůsobovací člen 8 na zobrazovači 7. Funkce vícekanálového měřiče otáček, resp. volba provozního režimu měření otáček, případně volba režimu autonomních testů, je ovládaná z ovládacího panelu 6 přes přizpůsobovací člen 8 a přes systémovou sběrnici mikroprocesoru 3 programem. Program pro řízení mikroprocesoru 3 je uložen v pevně programovatelné paměti 4, údaje měřené a vyhodnocované jsou ukládány v proměnné paměti 5. V čítacím členu 1 je vstupní elektrický signál jednotlivých snímačů polohy vybírán přes vstupní multiplexor 10 a z multiplexoru 31 synchronizován na periodu měření 0,6 s a převáděn buď přímo, nebo přes první čítač 13 na jednotkový elektrický signál 1 ot/elektrický impuls, přivedený na klopný obvod 12. Z výstupu klopného obvodu 12 jsou spouštěny střídavě druhý čítač 14 a třetí čítač 15 čítající kmitočet ze zdroje reálného času 2. Hodnota druhého čítače 14 a třetího čítače 15, v závislosti na přepínání z klopného obvodu 12, je čtena přes systémovou sběrnici mikroprocesoru 3 a programově vyhodnocována jako časová délka TP1 periody 1. otáčky měřeného objektu, resp. hodnota druhého čítače 14, třetího čítače 15 je po uplynutí měřeného intervalu 0,6 s čtena přes systémovou sběrnici a programově vyhodnocena v mikroprocesoru 3 jako časový interval TP2 od doby posledního elektrického pulsu (odpovídajícího 1 ot.J a konci měřeného intervalu 0,6 s. Výsledné otáčky měřeného objektu jsou programově zpracovány v mikroprocesoru 3 použitím vzorce n = 100 . i + (TP2/TP1) . 100, kde i je počet impulsů za 0,6 s. Měřené otáčky jsou zobrazovány v programově řízeném inultiplexním režimu z výstupu přizpůsobovacího členu 8 jednak přes zesilovač 18 na zobrazovacím prvku 20 a jednak z

261 výstupu přizpůsobovacího členu 8 přes dekodér 18 a druhý zesilovač 19 na zobrazovací prvek 20. Zhášecí obvod 17 svojí funkcí zablokovává dekodér 18 při náhodné poruše řízení zobrazovače 7.

Při zkouškách v provozu byla prověřena minimální možná oblast použitelnosti navrženého vícekanálového měřiče otáček pro měření a vyhodnocení ot./min vznětových nebo spalovacích, případně turbínových motorů s respektováním závislosti vzájemného úhlového posunu jednotlivých válců motorů pro všechny vyráběné motory s rozsahem měření otáček 100 až 10 000 ot./min při současném měření např. dvou turbomotorů každého v rozsahu měření 100 až 100 000 ot./min s minimální přesností ± 1 ot./min (rozsah do 10 000 ot./min), až ± 5 ot./min pro měření do 100 000 ot./min. Celková funkce činnosti vícekanálového měřiče otáček je programovým řízením mikroprocesoru 3. V dalších bodech předmětu řešení je dále popsáno optimální vytvoření jednotlivých prvků.

Claims (2)

1. Vícekanálový měřič otáček, zejména ke zkoušení spalovacích, vznětových, případně turbínových motorů, sestávající z alespoň jednoho snímače, který je připojen na citaci člen, a tento čítači člen je dále připojen na zdroj reálného času, přes systémovou sběrnici mikroprocesoru na přizpůsobovací člen, přičemž tento přizpůsobovací člen je dále připojen na ovládací panel a jednak na zobrazovač, vyznačující se lim, že čítači člen (1) sestává ze vstupního multiplexoru (10) opatřeného vstupy od snímačů, přičemž vstupní multiplexor (10) je připojen na multiplexor (11), kterýžto multiplexor (11) je v čítacím členu (1) dále připojen spolu s prvním čítačem (13), druhým čítačem (14) a třetím čítačem (15) na systémovou sběrnici mikroprocesoru (3), přičemž multiplexor (11) je svým prvním výstupem připojen na vstup prvního čítače (13) a jednak je

VYNALEZU multiplexor (11) svým druhým výstupem připojen spolu s výstupem prvního čítače (13) na vstup klopného obvodu (12), přičemž výstupy klopného obvodu (12) jsou každý zvlášť připojeny na první vstup druhého čítače (14) a na první vstup třetího čítače (15), kteréžto druhý čítač (14) a třetí čítač (15) jsou dále svými druhými vstupy připojeny na zdroj rsfÍi.jébo času (2).

2. Vícekanálový měřič otáček podle bodu 1 vyznačující se tím, že zobrazovač (7) je zapojen přes systémovou sběrnici mikroprocesoru (3) a přes přizpůsobovací člen (8) a první zesilovač (16) na první vstup zobrazovacího prvku (20), přičemž druhý vstup zobrazovacího prvku (20) je připojen přes druhý zesilovač (19), dekodér (18) a zhášecí obvod (17) na výstup přizpůsobovacího členu (8).