DE958600C

DE958600C - Anordnung zur Temperaturmessung an umlaufenden Wellen

Info

Publication number: DE958600C
Application number: DEL23146A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hermann Ragnar Eggers
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-10-11
Filing date: 1955-10-11
Publication date: 1957-02-21

Description

Anordnung zur Temperaturmessung an umlaufenden Wellen Zur Temperaturmessung an umlaufenden Wellen sind Anordnungen bekannt, bei denen mit den Wellen rotierende Thermoelemente verwendet werden und bei denen die Thermospannungen einem Anzeigeinstrument über Schleifringe zugeführt werden. Diese Art der Temperaturmessung bereitet besonders bei hohen Drehzahlen große Schwierigkeiten, und auch sonst bedarf die Anordnung ständig einer sorgfältigen Wartung. Für Spezialzwecke ist eine andere Methode bekannt, bei der mittels zweier induktiver Übertrager einerseits dem auf der Welle befindlichen Meßorgan eine Wechselspan. nung und andererseits dem Anzeigeinstrument der Meßwert zugeführt wird. Diese Meßanordnung ist gegenüber der anderen insofern vorteilhafter, als die Schleifringe fortfallen und an ihre Stelle die induktiven Übertrager treten. Sie besitzt jedoch den Nachteil, daß die Messung der Wellentemperatur nur bei einer bestimmten Weilenlage erfolgen kann.
Die Erfindung, die sich auf die letztgenannte Meßanordnung bezieht, vermeidet den angeführten Nachteil dadurch, daß die beiden induktiven Übertrager konzentrisch zur Welle angeordnet sind. Sie bestehen dabei aus je zwei koaxialen, rotationssymmetrischen Spulen, von denen je eine Spule auf der der Welle befestigt, die andere ortsfest angebracht ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist auf der umlaufenden Welle eine aus drei festen Widerständen und einem Widerstandsthermometer be- stehende Brücke angebracht, die ihre Eingangsspannung über den einen induktiven Übertrager erhält, während der andere Übertrager den Meßwert an das Anzeigeinstrument weitergibt.
An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert. In Fig. 1 ist die Anordnung der induktiven Übertrager dargestellt, während Fig. 2 ein Schaltbild der Meßanordnung wiedergibt.
Auf der Welle I (Fig. I) ist ein im Schnitt dargestellter topfartiger Eisenschirm 2 befestigt. Durch die Topfwände2a, 2b, 2e ist der Schirm in zwei ringförmige konzentrische Bereiche unterteilt, die durch zwei rotationssymmetrische Spulen 4, 5 aus, gefüllt werden. Gegenüber diesem mit der Welle rotierenden Eisenschirm ist ein zweiter, ortsfester Eisenschirm angeordnet, dessen Wände 3a und 3e über die Wände 2a und 2e des Schirmes 2 greifen.
Die Wand 2b hat an ihrer Stirnseite eine Ausnehmung, in die die Wand 3b hineinragt. Der Eisenschirm 3 ist durch seine Wände 3av 3b und 3 ebenfalls in zwei ringförmige konzentrische Bereiche eingeteilt, in denen sich die rotationssymmetrischen Spulen 6 und 7 befinden. Die Spulen 4 und 6 bilden einen Eingangsübertrager und die Spulen 5 und 7 einen Ausgangsübertrager. Durch das tSbereinandergreifen der äußeren Topfwände2a, 3a und 2, 3c und -durch die Verzahnung der mittleren Topfwände 2b, 3b wird ein verhältnismäßig geringer Luftspaltwiderstand erreicht, da der Ubergangsquerschnitt gegenüber dem Eisenquerschnitt der Topfwände groß ist. Außerdem ist diese Anordnung insofern sehr vorteilhaft, als nach Entfernung des feststehenden Eisenschirms ein bequemer Zugang zu den einzelnen Spulen ermöglicht wird.
In Fig. 2 ist ein Schaltbild der erfindungsgemaßen Temperaturmeß anordnung dargestellt. Mit 4, 6 und 5, 7 sind wieder die bei induktiven Übertrager bezeichnet. Die der ortsfesten Spule 6 über die Klemmen I7, I8 zugeführte Wechselspannung wird auf die mit der Welle umlaufende Spule 4 übertragen und speist die aus den Widerständen 8 bis ii bestehende Brücke. Die Spule 4 ist an den Endpunkten der einen Brückendiagonale, und zwar einmal an dem Verbindungspunkt der Widerständeg und IO und zum anderen Mal an dem Verbindungspunkt der Widerstände 8 und II, angeschlossen. Die Eckpunkte der anderen Brückendiagonalen sind mit der Spule 5 des Ausgangsübertragers verbunden. Die Widerstände 8, 9, io haben einen festen temperaturunabhängigen Wert. Der Widerstand I I wird vOlL einem Widerstandstherme meter gebildet, d. h. sein Widerstandswert ist von seiner Temperatur abhängig. An die Spule 7 des Ausgangsübertragers ist die Drehspule I5 des als wattmetrischen Empfänger ausgebildeten Anzeigegerätes 19, angeschlossen. Über richtkraftfreie Goldbänder I6 erfolgt die Stromzuführung zu der Drehspule IS. Das. Anzeigegerät besteht aus einer wechselstromeTregten Spule 12, die mit der Spule 6 des Eingangsübertragers in Reihe geschaltet ist und die den Polkern 13 umgibt. Die Drehspule 15 bewegt sich in dem Raum zwischen dem Poles I3 und dem Rückschluß ring 14.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist folgende: DiedenAnschiußklemmen. I7, I8 zugeführte Wechselspannung liegt einesteils an der Erregerspule 12 des Anzeigegerätes II und anderenteils an der Spule 6 des Eingangsübertragers.
Die von dem Eingangsübertrager an die Brücke abgegebene Spannung wird durch die Brückenwiderstände verändert und über den Ausgangsübertrager der Drehspule I5 des Anzeigegerätes zugeführt.
Die Einstellung der Drehspule 15 des Anzeigegerätes 19 ist unabhängig von der an den Anschlußklemmen I7, I8 liegenden Erregerspannung und nur abhängig von dem jeweiligen Widerstandswert des Widerstandsthermometers II, d. h. nur abhängig von der Temperatur der Welle.
Kopplungsänderungen zwischen den feststehenden und den beweglichen Spulen der induktiven Übertrager beeinflussen die Messung verhältnismäßig wenig. Wird der temperaturabhängige Widerstand mit IOO Ohm angenommen und soll er sich bei einer Temperaturänderung von 10 C um 0,4 Ohm ändern, so ist der Fehler bei einer Änderung der Kopplung entsprechend 0,4 Ohm = 10 C. Nimmt man alle Brückenwiderstände und den Brückenausgangswiderstand mit IOO Ohm an, so ergibt bei einer auf Null abgeglichenen Brücke und einem Meßbereich von 1000 C eine Widerstandsänderung von 2 Ohm einen Fehler von 1 O/o und bei Abgleich auf die Skalenmitte erst eine Widerstandsänderung von 4 Ohm. In Wirklichkeit sind die Verhältnisse noch günstiger, da der Ausgangstransformator praktisch leer läuft. An Stelle des gezeichneten Anzeigeinsftumentes kann naturgemäß auch ein an deres, z. B. ein nach der Nullmethode arbeitendes treten.
PATENTANSPRUCIIE: I. Zur Temperaturbestimmung an umlaufen den Wellen dienende Meßanordnung, bei der mittels zweier induktiver Übertrager einerseits dem auf der Welle befindlichen Meßorgan eine Wechselspannung und andererseits dem Anzeigeinstrument der Meßwert zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden induktiven Übertrager konzentrisch zur Welle angeordnet sind.

Claims

2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch g kennzeichnet, daß die beiden. induktiven Übertrager aus je zwei koaxialen rotationss-ymme tischen Spulen (4 und, 6 bzw. 5 und 7) bestehen, von denen je eine Spule (4 bzw. 5) auf der Welle befestigt, die andere (6 bzw. 7) ortsfest angebracht ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine auf der Welle angeordnete Spule die Eingangsspannung für eine mit der Welle umlaufende, das Meßorgan enthaltende Brücke überträgt, während die andere zur Übertragung des Meßwertes auf das Anzeigegerät dient.

4. Anordnung nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Welle umlaufende Brücke drei feste temperaturunabhängige Widerstände und als Meßorgan ein Widerstands thermometer enthält.

5. Anordnung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenspeisung mit Netzfrequenz erfolgt 6. Anordnung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen der induktiven Übertrager von topfartigen Eisenschirmen umgeben sind.

7. Anordnung nach Anspruch I, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenschirm für die feststehende Spule über den Eisenschirm für die mit der Welle rotierenden Spulen greift und zwischen beiden Übertragern mit dem letzteren verzahnt ist 8. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspaltquerschnitt größer als der Querschnitt der Eisenschirme ist.

9. Anordnung nach Anspruch I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigegerät ein wattmetrisches System mit Wechselstromerregung vorgesehen ist, dessen Drehspule über richtkraftfreie Goldbänder an die zu messende Spannung angeschlossen ist.