ES2582935T3 - Un dispositivo y un método para la detección sin contacto del estado rotacional de un rotor - Google Patents

Abstract

Un dispositivo para la detección sin contacto del estado rotacional de un rotor, es decir, al menos una de las posiciones del estado rotacional, la dirección rotacional el recorrido rotacional cubierto y la velocidad rotacional, teniendo el rotor (1, 10) una superficie del extremo (1a+1b) (1e+1f) opuesta en una dirección axial o alternativamente, una parte de la superficie envolvente (1c+1d) opuesta en una dirección axial hasta una radial, dividida alrededor de un giro rotacional en una parte conductiva eléctricamente (1a, 1c, 1e) y una parte no conductiva eléctricamente (1b, 1d, 1f), comprendiendo los ángulos centrales de dichas dos partes alrededor del eje de rotación del rotor juntos 360º, y el dispositivo comprende tres bobinas eléctricas (2a, 2b, 2c) fijadas estacionariamente cerca y con los ejes de las bobinas dirigidos hacia el recorrido rotacional de la parte conductiva del rotor, preferiblemente dirigidos perpendicularmente respecto al plano de la superficie de la parte conductiva del rotor, cuyas bobinas (2) están cada una conectadas eléctricamente a un condensador (3) para formar un circuito resonante paralelo cerrado (4), en el que los circuitos resonantes de las tres bobinas pueden ser conectadas a un miembro de impulso para iniciar las oscilaciones resonantes, así como a un circuito eléctrico que puede evaluar y presentar los datos seleccionados del estado rotacional, y en que además la parte conductiva y la parte no conductiva del rotor, cada una ocupa un ángulo central dentro del ámbito de 180º +- 50º, preferiblemente ambas 180º, y las tres bobinas están situadas de tal modo que la suma de los dos ángulos centrales más pequeños entre ellos excede en al menos 10º, de los dos ángulos centrales más grandes que son ocupados por las partes conductiva y no conductiva del rotor, respectivamente, estando distribuidas las bobinas, preferiblemente, de forma uniforme con los tres ángulos centrales entre ellos ascendiendo a 120º, y en todas las posiciones rotacionales del rotor, al menos, un circuito resonante es amortiguado en una medida máxima y, al menos, un circuito resonante es amortiguado en una medida mínima, que se caracteriza por que el circuito eléctrico para cada uno de los pares de bobinas (2) y el condensador (3), que deben formar cada uno de los circuitos resonantes paralelos (4), en su posición de no funcionamiento, cuando no tiene que tener lugar ninguna oscilación resonante en el mismo, está configurado como un circuito abierto, y que comprende un medio (6) que está construido para cerrar el circuito en un circuito resonante paralelo cerrado funcional, cuando una oscilación resonante ha de ser iniciada en este circuito, y para romper este circuito de nuevo en un circuito abierto, cuando las oscilaciones resonantes no deben ya tener lugar en este circuito.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Un dispositivo y un metodo para la deteccion sin contacto del estado rotacional de un rotor Ambito tecnico

(0001) La invencion hace referencia a un dispositivo para la deteccion sin contacto del estado rotacional de un rotor, es decir, al menos una de las posiciones del estado rotacional, la direccion rotacional, el trayecto rotacional cubierto y la velocidad rotacional. El rotor tiene una superficie final dirigida hacia una direccion axial o alternativamente, una parte de una superficie envolvente dirigida en una direccion axial encima de una radial, dividida alrededor de un giro rotacional en una parte conductiva electricamente y una parte no conductiva electricamente, comprendiendo los angulos centrales de estas dos partes alrededor del eje de rotacion del rotor juntos 360°. El dispositivo comprende tres bobinas electricas fijadas estacionariamente conjuntas hacia y con los ejes de las bobinas dirigidas hacia el recorrido rotacional para la parte conductiva del rotor, preferiblemente, dirigidas perpendicularmente respecto al plano de la superficie de la parte conductiva del rotor. Estas bobinas estan cada una conectadas electricamente a un condensador para formar un circuito resonante cerrado paralelamente. Los circuitos resonantes de las tres bobinas estan conectados a un miembro de impulso para comenzar las oscilaciones resonantes, asi como a un circuito electronico para la evaluacion y presentacion de los datos seleccionados del estado rotacional. El dispositivo puede usarse en medidores de fluido para liquidos. La invencion tambien expone un metodo para la deteccion del estado rotacional de un rotor mediante el dispositivo.

Tecnica anterior

(0002) Es conocido previamente que la amortiguacion en un circuito resonante paralelo que comprende una bobina y un condensador, un denominado circuito oscilante LC, es influenciada por el hecho de si la bobina esta cerca de un objeto conductivo electricamente, o si dos circuitos resonantes estan situados cerca el uno del otro. Semejantes dispositivos son conocidos en los documentos DE 197 25 806 A1 o US-A-5 187 989. En el documento de manifestacion aleman DE 3318900 A1 es conocido un circuito electrico simple con un circuito LC. Un proceso de oscilacion resonante en el circuito LC comienza con un impulso de tension continua y se muestra como el proceso de oscilacion es amortiguado en una gran medida cuando un objeto conductivo electronicamente se ha llevado cerca de la bobina del circuito LC.

(0003) El documento de manifestacion aleman DE 3213602 A1 describe como un aparato electronico puede ser disenado para obtener ventajas del hecho arriba mencionado. Despues de que haya comenzado un proceso de oscilacion resonante en el circuito resonante con la ayuda de un generador de impulso, despues de la transformacion del proceso de oscilacion hasta el punto en que la amplitud de oscilacion es mas baja que un valor de umbral seleccionado, el aparato da lugar a impulsos cuadros a un contador. El numero de impulsos cuadrados para el respectivo proceso de oscilacion corresponde al numero de oscilaciones de medio ciclo con una amplitud mayor que los impulsos cuadrados y este numero de impulsos cuadrados depende de si el circuito resonante ha sido amortiguado o no mediante una influencia externa, por ejemplo, por un objeto metalico que se lleva contra la bobina del circuito resonante.

(0004) Tambien es conocido anteriormente el uso de este principio de deteccion para la deteccion sin contacto del estado rotacional en un medidor de fluido para liquidos, que tiene un impulsor que rota con el fluido de liquido. La especificacion de patente alemana DE 3923398 C1 esta basada en semejante medidor de fluido conocido que tiene un rotor con una seccion de una superficie dividida alrededor de un giro rotacional dentro de partes de la superficie con diferentes propiedades electromagneticas, es decir, con propiedades conductivas electricamente y propiedades no conductivas electricamente, respectivamente. Un numero de bobinas electricas incluidas en un numero correspondiente de circuitos LC estan dispuestas contiguas al recorrido rotacional de estas partes de la superficie de rotor. En estos circuitos de oscilacion, los procesos de oscilacion resonantes se inician en una secuencia periodica con la ayuda de impulsos de tension continua emitidos a los circuitos en un orden cronologico adecuado, mientras que los respectivos procesos de oscilacion resonantes son amortiguados a diferentes grados, es decir, a diferentes velocidades, dependiendo de si la bobina del circuito esta actualmente situada contigua a una parte de la superficie del rotor con una parte de la superficie del rotor o conductiva electricamente con propiedades electricamente no conductivas. Los procesos de oscilacion estan transformados en diferentes numeros de impulsos cuadrados de salida para los circuitos LC, que estan amortiguados al maximo y al minimo, respectivamente. Los impulsos cuadrados se pasan a un contador conectado a una unidad de evaluacion que calcula los datos deseados, a partir de estas senales de estado, respecto a la rotacion y la direccion rotacional.

(0005) Segun el documento DE 3923398 C1 es una configuracion comun de estos dispositivos que las partes de la superficie rotatoria conductiva y no conductiva del rotor comprendan cada una 180° y que cuatro bobinas electricas esten distribuidas de forma uniforme contiguas al recorrido rotacional de la parte de la superficie conductiva y no conductiva del rotor. Con cuatro bobinas a una distancia mutua de 90°, al menos un circuito resonante siempre sera amortiguado hasta una medida maxima, y al menos, un circuito resonante siempre sera amortiguado hasta una medida minima. De la misma especificacion es conocido, como condicion fundamental, que para la deteccion de la direccion rotacional, es decir, ademas de la deteccion de la magnitud de la rotacion, una tercera bobina es necesaria, preferiblemente desplazada 90°, ademas de dos bobinas de deteccion que estan desplazadas 180° en relacion entre si. Usando una cuarta bobina, situada en un angulo de 90° entre las cuatro bobinas se consideraba

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

una configuracion ventajosa. En ese caso, la direccion rotacional puede ser detectada tambien en el caso de una perdida de una bobina, por ejemplo, debido a algun mal funcionamiento.

(0006) Los dispositivos conocidos estan basados en el hecho de que dependiendo de si ocurre una amortiguacion a traves de la influencia externa o no, el proceso de oscilacion realiza un distinto numero de oscilaciones hasta el punto en que la amplitud de oscilacion cae por debajo de un valor de umbral especificado. Sin embargo, este numero de oscilaciones individuales cambia como resultado de la influencia de, por ejemplo, la temperatura ambiental o por los subcomponentes constituyentes que cambian. Bajo determinadas circunstancias, estos cambios pueden llegar tan lejos que el numero de oscilaciones que se realiza por el circuito oscilatorio en un estado no amortiguado es tan escaso a causa de estas circunstancias externas, de tal modo que esta en un mismo nivel o menor que el numero de oscilaciones que el circuito oscilatorio originalmente realizo en un estado amortiguado. A pesar de los intentos de compensar esta situacion mediante varios metodos de evaluacion y con la situacion de las bobinas, el resultado no ha sido satisfactorio. Entre otras cosas, el uso de un gran numero de bobinas de deteccion puede invadir el espacio estructural en dispositivos de rotor muy pequenos. Esto es aplicable, en particular, si por razones de espacio, el rotor ha sido disenado de modo que forma parte del eje del dispositivo, y en ese caso, es deseable tener las bobinas localizadas cerca y dirigidas axialmente respecto a la superficie final del eje. Esta superficie puede ser muy pequena en relacion a las bobinas que entonces han de ser acomodadas alli.

(0007) La especificacion de patente alemana DE 4137695 C2 describe una solucion al hecho de que la figura y la extension de las oscilaciones resonantes estan influenciadas no solo por la amortiguacion, asociada con el detector de la rotacion, sino tambien por otras circunstancias externas tales como variaciones de temperatura y por el hecho de que la amortiguacion de las oscilaciones puede variar, si el rotor tiene que ser pivotado con un juego radial que en este contexto no es insignificante y que puede tener un efecto impredecible sobre la distancia entre la superficie del rotor y las bobinas. La solucion descrita se ha conseguido mediante el uso de un componente de comparacion que todo el tiempo compara el numero de oscilaciones en oscilaciones resonantes consecutivas. En ese caso, solo es necesario usar dos bobinas detectoras, desplazadas 180° o adicionalmente, una tercera bobina adicional desplazada 90°, si tambien hay que detectar la direccion rotacional. Un problema que permanece, sin embargo, es si las bobinas desplazadas 180° pasan el limite entre las partes de la superficie conductivas electricamente y no conductivas electricamente del rotor, en el momento cuando tiene lugar la deteccion. En ese caso, no hay presencia de al menos un circuito oscilatorio amortiguado al maximo y al menos un circuito oscilatorio amortiguado al minimo. La evaluacion puede ser entonces equivoca. Esto es valido, particularmente, cuando a menudo es necesario tener una distancia en el rodamiento del rotor y entonces es necesario tolerar que la distancia mas pequena entre la bobina respectiva y la parte de la superficie conductiva electricamente varie durante la rotacion del rotor.

Objeto de la invencion

(0008) El objetivo de la invencion es resolver los problemas arriba mencionados durante la deteccion sin contacto del estado rotacional de un rotor, de manera que una deteccion fiable de los numeros de giro completados y las partes del mismo, asi como de la direccion rotacional pueden tener lugar tambien cuando las propiedades de oscilacion de las oscilaciones resonantes de los circuitos LC han cambiado, por ejemplo, debido a la influencia de la temperatura ambiente y cuando el rotor, debido a un gran ambito de temperatura que opera, tiene que ser pivotado de forma que sea capaz de moverse libremente una cierta distancia en la direccion axial para permitir movimientos debidos a la expansion de temperatura que tienen lugar sin ser comprimido.

Resumen de la invencion

(0009) El objeto de arriba se consigue mediante la invencion en forma de un dispositivo para la deteccion sin contacto del estado rotacional de un rotor del tipo que esta descrito en el parrafo introductorio. El dispositivo comprende las caracteristicas de la reivindicacion 1a. Preferiblemente, las bobinas estan distribuidas uniformemente con todos los tres angulos centrales entre si ascendiendo a 120°. De este modo, en todas las direcciones de rotacion del rotor, al menos, un circuito resonante sera amortiguado al maximo, y al menos, un circuito resonante sera amortiguado al minimo. A causa de esto, el circuito electronico al cual los circuitos resonantes han de ser conectados puede proporcionar una evaluacion mejorada siendo disenada por medios automaticos para la compensacion, durante la evaluacion de los datos seleccionados del estado rotacional, para variaciones en la distancia entre la bobina respectiva y el recorrido rotacional de la parte conductiva del rotor, es decir, para distanciar el rodamiento del rotor. El rotor puede entonces ser fabricado muy pequeno y puede incluso constituir una parte integral del eje en un aparato en el que el eje y el rotor deben rotar ambos.

(0010) Cuando se usa el dispositivo en un medidor de fluido del tipo de una turbina para medir un flujo liquido,

preferiblemente con impulsor que es rotatorio mediante la influencia del liquido, puede estar caracterizado por que el rotor con su parte conductiva electricamente y su parte no conductiva electricamente se emplea en la parte humeda del medidor de fluido, es decir, en el liquido, mientras que las tres bobinas que junto con tres condensadores pueden formar tres circuitos resonantes paralelos, asi como estos condensadores y los circuitos electricos asociados se emplean en la parte seca del medidor de fluido con las bobinas fijadas al recorrido

rotacional de la parte conductiva electricamente del rotor en el otro lado de un separador.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

(0011) El objeto tambien se cumple con la invencion en forma de un metodo para la deteccion sin contacto del estado rotacional de un rotor de acuerdo con la reivindicacion 5a. Por ello, la deteccion de las oscilaciones resonantes se realiza con una influencia mutua que no es significativa entre los tres circuitos en la bobina y en el condensador.

(0012) El metodo se caracteriza por que el circuito electrico para cada uno de los pares de bobinas y el condensador esta cerrado en un circuito resonante paralelo funcional, solamente cuando una oscilacion resonante debe ser comenzada en el circuito, tras lo cual ese circuito resonante paralelo se rompe de nuevo a mas tardar cuando el siguiente circuito resonante paralelo es cerrado y una oscilacion resonante comienza alli. De este modo, las bobinas de los tres circuitos resonantes paralelos se influencian entre si en una medida minima y pueden ser instaladas cercanas entre si para la deteccion de la rotacion de los rotores pequenos.

(0013) Otra configuracion preferible del metodo esta caracterizada por que la bobina y el condensador en cada uno de los tres circuitos, antes de cerrar el circuito en un circuito resonante paralelo y de empezar la oscilacion resonante con la ayuda de un impulso de tension continua, se mantienen conectados entre si en una conexion en serie y conjuntamente con una fuente de tension continua, por ejemplo, con el condensador conectado a la fuente de tension continua y la bobina a un fondo (un voltaje de referencia), y con una conexion al circuito electronico para la deteccion de la oscilacion resonante situada entre la bobina y el condensador, y por que el comienzo de la respectiva oscilacion resonante tiene lugar cerrando un conductor de corto circuito antes que el condensador y la bobina. De este modo, no se necesita ningun control de la extension de tiempo del impulso de tension continua.

Breve descripcion de los dibujos

(0014) La invencion se describira en mayor detalle en la descripcion siguiente con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales

la figura 1 esquematicamente muestra bobinas para tres circuitos LC empleados para la deteccion rotacional axial contigua a la superficie del extremo de un eje o contigua a la superficie del extremos de un rotor montado en un eje,

la figura 2 esquematicamente muestra bobinas para tres circuitos LC empleados para la deteccion rotacional radial contigua a la superficie envolvente de un eje o contigua a la superficie envolvente de un rotor montado en un eje,

la figura 3 muestra un diagrama del circuito elemental de un circuito oscilante LC con una bobina y un condensador y con un interruptor de circuito para abrir y cerrar el circuito resonante, asi como para generar un impulso tras cerrar el circuito para iniciar una oscilacion resonante en el circuito, mostrandose como la conexion puede hacerse a un circuito electronico para la deteccion y para la evaluacion de las oscilaciones, y de este modo, de la rotacion del rotor,

la figura 4 muestra un diagrama de tiempo de la secuencia de deteccion, y

la figura 5 muestra un ejemplo del uso de la invencion en un medidor de liquido-fluido.

Descripcion de las configuraciones preferibles

(0015) La figura 1 esquematicamente muestra una vista final de un rotor (1) para un dispositivo para la deteccion sin contacto del estado rotacional del rotor. El rotor puede ser tambien una parte del extremo de un eje. Tres bobinas electricas (2a, 2b y 2c) se disponen cerca de la superficie del extremo del rotor, mostrandose en la configuracion con sus ejes longitudinales orientados paralelos respecto al eje longitudinal del eje del rotor para la deteccion rotacional axial. Para hacer posible la deteccion de la rotacion del rotor segun la invencion, la superficie del extremo del rotor esta dividida en una parte conductiva electricamente (1a) y una parte no conductiva electricamente (1b). En la configuracion preferible mostrada, las dos partes comprenden cada una 180° de la superficie del extremo del rotor. Las tres bobinas electricas (2a, 2b y 2c) estan fijadas estacionariamente cerca y con sus ejes dirigidos hacia el recorrido rotacional de la parte conductiva de la superficie del extremo del rotor, preferiblemente perpendicularmente respecto a su plano de superficie.

(0016) La figura 2 esquematicamente muestra como las tres bobinas electricas (2a, 2b y 2c) como, en cambio, pueden ser dispuesta cerca de la superficie envolvente del rotor a lo largo de una seccion longitudinal de la superficie envolvente, que esta dividida alrededor de un giro rotacional en una parte conductiva electricamente (1c) y una parte no conductiva electricamente (1d). El rotor puede consistir entonces tambien en una seccion longitudinal de un eje. En la configuracion mostrada, las tres bobinas estan dispuestas con sus ejes longitudinales orientados radialmente hacia fuera de la superficie envolvente del rotor para realizar una deteccion rotacional radial. Estan fijadas estacionariamente cerca y con sus ejes dirigidos hacia el recorrido rotacional de la parte conductiva de esta seccion de la superficie envolvente del rotor, preferiblemente, perpendicularmente respecto al plano de la superficie de esa parte tras su paso por delante de la respectiva bobina.

(0017) En la figura 3, un diagrama de circuito elemental muestra como cada una de las tres bobinas electricas (2, es decir, 2a, 2b y 2c) esta conectada a un condensador (3) de tal modo que forma un circuito resonante paralelo

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

(4), si la conexion a traves de la bobina y el condensador se extiende en un circuito cerrado. La bobina (2) respectiva esta entonces conectada a un fondo (un voltaje de referencia) y el condensador (3) esta conectado, a su vez, a opuesto a la bobina, a una fuente de tension continua (5). Un interruptor de circuito (6) puede ser controlado para romper y cerrar una conexion electrica, con una frecuencia adaptada al ambito de uso, por delante del condensador y de la bobina. Cuando cierra esta conexion tambien cierra el circuito a traves de la bobina y el condensador en un circuito resonante, mientras que al mismo tiempo, genera un impulso electrico en el circuito resonante mediante un corto circuito del potencial de la fuente de tension continua (5). Esta generacion de impulso inicia una oscilacion resonante que esta amortiguada en varios grados, es decir, en varias velocidades, dependiendo de las diferentes condiciones de amortiguacion en el mismo circuito y tambien, en gran medida, desde su entorno. Habida cuenta que esa parte del rotor, hacia la cual se dirigen las bobinas, esta dividida en una parte conductiva electricamente (1a, 1c) y en una parte no conductiva electricamente (1b, 1d), que durante la rotacion del rotor alternativamente pasa por delante y cerca de la respectiva bobina, ocurre una amortiguacion diferente del respectivo circuito resonante dependiendo de la posicion rotacional del rotor. Esto hace posible una deteccion exacta de la rotacion del rotor. Las oscilaciones resonantes en el respectivo circuito resonante son detectadas, en la configuracion mostrada, con una conexion (7) entre la bobina (2) y el condensador (3). La conexion puede ser provista por un equipo de adaptacion electronico (8) y esta conectada, para la evaluacion a un circuito electronico (no mostrado) que es capaz de presentar los datos seleccionados del estado rotacional.

(0018) Semejante circuito electrico puede estar disenado de un modo conocido sobre la base de los valores de oscilacion obtenidos de los circuitos resonantes del dispositivo de deteccion relativos primeramente a la extension de tiempo de las oscilaciones en una amortiguacion variante cuando el rotor esta rotando, para calcular y presentar todos los sub-componentes del estado rotacional que son deseables presentar, sobre todo, la posicion rotacional, la direccion rotacional, el recorrido rotacional cubierto y la velocidad rotacional. Habida cuenta que el objetivo es disenar un equipo de medida moderno, en este caso, primeramente medidores de fluido, tan eficientemente como sea posible y al mismo tiempo, tan pequenos como sea posible, hay poco espacio para el dispositivo de deteccion en estos dispositivos pequenos. Una condicion de la invencion es, por ello, que solo se usen tres bobinas electricas, que es el menor numero de bobinas que permite la medida tanto del recorrido rotacional, como de la direccion rotacional, y que permite que estas tres bobinas sean influenciadas por solo una seccion de la superficie del rotor conductiva electricamente y otra no conductiva electricamente, para que se manifieste claramente su efecto de amortiguacion variante, tambien en el caso de dimensiones pequenas de rotor. Una dificultad de usar solo tres bobinas y dos secciones de una superficie en el rotor en el dispositivo de deteccion es, sin embargo, que ademas del efecto de, por ejemplo, las variaciones de temperatura y de una distancia axial necesaria en el rodamiento del rotor, cuyos factores pueden afectar por si mismos, pero que segun el estado de la tecnica no impiden que el circuito electronico evalue el estado rotacional, tambien esta la situacion puramente geometrica que, con este pequeno numero de bobinas, a veces durante la rotacion, o las tres bobinas llegan a la misma seccion de una superficie en el rotor, o dos de las bobinas llegan justo por encima de las dos lineas de limitacion entre la parte conductiva electricamente del rotor y la parte no conductiva electricamente del rotor. Por ello, de vez en cuando durante la rotacion del rotor, no hay presencia de, al menos, un circuito resonante que sea amortiguado en una medida maxima, y al mismo tiempo, al menos, un circuito resonante que sea amortiguado en una medida minima. Estos momentos de deteccion hacen entonces el trabajo de evaluacion del circuito electronico imposible o tan dificultoso que los valores que se obtienen no son enteramente fiables, por ejemplo, en el caso de movimientos rotacionales pequenos hacia delante y hacia detras del rotor. Esto ocurre cuando dos bobinas de deteccion estan situadas diagonalmente opuestas entre si, segun el estado de la tecnica, es decir, a un angulo de 180° entre ellos, y con una tercera bobina de deteccion situada en algun lugar en medio, por ejemplo, a una distancia de 90°, es decir, a medio camino entre las otras dos bobinas, si al mismo tiempo hay una superficie del rotor a 180° conductiva y una superficie del rotor a 180° no conductiva para la deteccion.

(0019) Para eliminar el riesgo de una alteracion extra, y en la practica, decisiva de la deteccion, la invencion sugiere una configuracion en la que la parte conductiva y la parte no conductiva del rotor, cada una ocupe un angulo central dentro del ambito de 180° ± 50°, preferiblemente ambas 180°, de manera que las tres bobinas esten situadas de tal modo que la suma de los dos angulos centrales mas pequenos entre las mismas exceda, a al menos 10°, al angulo central mas grande de los dos que estan ocupados por la parte conductiva y por la parte no conductiva del rotor, respectivamente, estando las bobinas preferiblemente distribuidas uniformemente con los tres angulos centrales, entre ellos ascendiendo a 120°. De este modo, en todas las posiciones rotacionales del rotor, al menos un circuito resonante sera amortiguado en una medida maxima, y al menos, un circuito resonante sera amortiguado en una medida minima. El circuito electronico puede entonces ser disenado para mostrar los valores correctos para todas las partes del estado rotacional, a pesar de las otras alteraciones mencionadas.

(0020) En la figura 1 y la figura 2 de los dibujos, la configuracion mas preferible de la invencion, segun lo mencionado arriba, ha sido seleccionada, es decir, con un angulo de 120° sucesivamente entre las tres bobinas y con las dos secciones de la superficie del rotor, preparadas para el proceso de deteccion, cada una extendiendose 180° alrededor del rotor. En ese caso, dos bobinas no pueden llegar simultaneamente justo por encima, o incluso, con dimensiones pequenas, cerca de las dos limitaciones entre las secciones de la superficie. En lugar de ello, las oscilaciones en, al menos, una bobina siempre sera amortiguada en una medida maxima, mientras que al mismo tiempo, las oscilaciones en, al menos, una de las otras bobinas son amortiguadas en una medida minima.

(0021) La deteccion tambien puede ser alterada por el hecho de que los circuitos resonantes en si mismos, asi como sus oscilaciones resonantes mutuas, se influencian entre si, es decir, la amortiguacion en cada uno de los

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

circuitos es alterada. En un metodo segun la invencion, las oscilaciones se inician, por ello, en un circuito resonante en un momento, es decir, las oscilaciones resonantes de los circuitos se inician en secuencia. Estas oscilaciones son entonces detectadas en este orden secuencial y son evaluadas con el circuito electronico para la presentacion o para el uso posterior de los datos seleccionados del estado rotacional. La figura 4 muestra como los impulsos (9a, 9b y 9c) para iniciar las oscilaciones en los tres circuitos resonantes pueden ser distribuidos en una secuencia a lo largo del tiempo.

(0022) Tambien, para prevenir que los circuitos resonantes como tales se influencien entre si, conforme a la invencion, es posible asegurar que cada circuito resonante se mantenga cerrado solamente por ese periodo en el cual tiene lugar una oscilacion, mientras que ese circuito se rompe durante el resto del tiempo de manera que no constituye un circuito resonante cerrado. Las bobinas de los tres circuitos resonantes paralelos se influenciaran entonces entre si solo en una medida minima y pueden ser montadas tambien cerca entre si para la deteccion de la rotacion de los rotores pequenos.

(0023) Un modo de conseguir que esto se ejerce con la conexion segun la figura 3, en la que el interruptor de circuito (6) rompe y cierra el circuito resonante y tras cada cierre, causa simultaneamente un impulso electrico que inicia una oscilacion resonante. Tampoco se necesita ningun control de la extension de tiempo del impulso de tension continua con esta configuracion.

(0024) La figura 5 muestra como la deteccion puede ser dispuesta en un medidor de liquido-fluido con un impulsor. El impulsor (10) que en la configuracion mostrada es el rotor del dispositivo de deteccion, se emplea en la parte humeda del medidor de fluido, es decir, en el liquido, mientras que las tres bobinas electricas (2a, 2b y 2c) que forman parte del dispositivo de deteccion se emplean en la parte seca del medidor de fluido. Entre las bobinas y el impulsor hay un separador (no mostrado) u otro aislamiento alrededor de las bobinas, que evitan que el liquido alrededor del impulsor entre dentro del espacio donde esta dispuesta la respectiva bobina. Una de las partes del lado central del impulsor tiene la forma de una superficie de plano circular, que en un segmento semicircular (1e) esta metalizado y en su otro segmento semicircular (1f) no es conductivo electricamente. Esta superficie del medio lado metalizada, circular tambien puede ser, en cambio, una superficie del extremo de un eje rotatorio o una parte del eje, al cual esta fijado el impulsor que en ese caso solo consiste en un aro (12) y una hoja (10a). El impulsor esta disenado para rotar alrededor y junto con una parte del eje (11) el cual es pivotado de tal modo que la friccion es baja durante la rotacion. El impulsor puede ser pivotado, en cambio, para rotar alrededor de un eje estacionario y su rodamiento puede disenarse con una friccion baja tambien en este caso.

(0025) En la figura 5, las tres bobinas (2a, 2b y 2c) se disponen cerca de la superficie circular de medio lado metalizada, que rota con el impulsor, pero en el otro lado del separador (no mostrado). Las bobinas se disponen con sus ejes longitudinales orientados perpendicularmente respecto a la superficie circular de medio lado metalizada. Estan situadas a una distancia angular mutua de 120° para poder proporcionar los mejores valores posibles de deteccion desde los circuitos resonantes paralelos conectados a la bobina respectiva y al condensador asociado, teniendo en consideracion cualquier tipo de alteracion que pudiera ocurrir. Los valores de deteccion se pasan a un circuito electronico (no mostrado), disenado para esta finalidad y ya conocido, cuyo circuito esta disenando para calcular y presentar o para el uso posterior de los datos seleccionados que estan incluidos en el estado rotacional del impulsor.

Configuraciones alternatives

(0026) Las diferentes configuraciones en detalle del dispositivo de deteccion y del metodo para el uso del mismo pueden variarse, por supuesto, de diferentes modos sin abandonar la invencion como se describe en las reivindicaciones 1a y 5a. Por ejemplo, la parte rotatoria electricamente conductiva y la parte rotatoria electricamente no conductiva, respectivamente, del rotor puede disponerse en otro lugar que en la superficie del extremo opuesta axialmente o en la superficie envolvente opuesta radialmente de un miembro de rotor. En cambio, pueden estar dispuestas, por ejemplo, en una parte rotatoria con una forma conica o curvada. Los ejes longitudinales de las bobinas no tienen que ser orientadas completamente de forma perpendicular respecto a la superficie, por ejemplo, en tales casos en que las bobinas en el equipo de deteccion se situan mas facilmente, si se evita esto. La generacion de impulsos a los circuitos resonantes paralelos para iniciar las oscilaciones resonantes tambien puede realizarse con cualquier otro dispositivo, distinto del interruptor del circuito descrito.

Claims (8)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   65

   REIVINDICACIONES
2. 18.- Un dispositivo para la deteccion sin contacto del estado rotacional de un rotor, es decir, al menos una de las posiciones del estado rotacional, la direccion rotacional el recorrido rotacional cubierto y la velocidad rotacional, teniendo el rotor (1, 10) una superficie del extremo (1a+1b) (1e+1f) opuesta en una direccion axial o alternativamente, una parte de la superficie envolvente (1 c+1 d) opuesta en una direccion axial hasta una radial, dividida alrededor de un giro rotacional en una parte conductiva electricamente (1a, 1c, 1e) y una parte no conductiva electricamente (1b, 1d, 1f), comprendiendo los angulos centrales de dichas dos partes alrededor del eje de rotacion del rotor juntos 360°, y el dispositivo comprende tres bobinas electricas (2a, 2b, 2c) fijadas estacionariamente cerca y con los ejes de las bobinas dirigidos hacia el recorrido rotacional de la parte conductiva del rotor, preferiblemente dirigidos perpendicularmente respecto al plano de la superficie de la parte conductiva del rotor, cuyas bobinas (2) estan cada una conectadas electricamente a un condensador (3) para formar un circuito resonante paralelo cerrado (4), en el que los circuitos resonantes de las tres bobinas pueden ser conectadas a un miembro de impulso para iniciar las oscilaciones resonantes, asi como a un circuito electrico que puede evaluar y presentar los datos seleccionados del estado rotacional, y en que ademas la parte conductiva y la parte no conductiva del rotor, cada una ocupa un angulo central dentro del ambito de 180° +- 50°, preferiblemente ambas 180°, y las tres bobinas estan situadas de tal modo que la suma de los dos angulos centrales mas pequenos entre ellos excede en al menos 10°, de los dos angulos centrales mas grandes que son ocupados por las partes conductiva y no conductiva del rotor, respectivamente, estando distribuidas las bobinas, preferiblemente, de forma uniforme con los tres angulos centrales entre ellos ascendiendo a 120°, y en todas las posiciones rotacionales del rotor, al menos, un circuito resonante es amortiguado en una medida maxima y, al menos, un circuito resonante es amortiguado en una medida minima, que se caracteriza por que el circuito electrico para cada uno de los pares de bobinas (2) y el condensador (3), que deben formar cada uno de los circuitos resonantes paralelos (4), en su posicion de no funcionamiento, cuando no tiene que tener lugar ninguna oscilacion resonante en el mismo, esta configurado como un circuito abierto, y que comprende un medio (6) que esta construido para cerrar el circuito en un circuito resonante paralelo cerrado funcional, cuando una oscilacion resonante ha de ser iniciada en este circuito, y para romper este circuito de nuevo en un circuito abierto, cuando las oscilaciones resonantes no deben ya tener lugar en este circuito.
3. 28.- Un dispositivo segun la reivindicacion 1a, que se caracteriza por que la bobina (2) y el condensador (3) en cada uno de los circuitos resonantes paralelos (4) estan conectados entre si en series entre una fuente de tension continua (5) y un voltaje de referencia, por ejemplo, un fondo, y que un conductor de corto circuito, que comprende los medios para cerrar y para romper, esta conectado por delante de la bobina y del condensador, y que de este modo, este medio (6), al mismo tiempo que cierra el circuito en un circuito resonante paralelo cerrado funcional, tambien esta dispuesto para causar un impulso de corto circuito, que iniciara la oscilacion resonante en este circuito.
4. 38.- Un dispositivo segun la reivindicacion 18 o la reivindicacion 28, en un aparto que comprende un eje (1) que esta disenado para rotor, caracterizado por que el rotor constituye una parte integral del eje.
5. 48.- Un dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores para el uso en un medidor de flujo del tipo de una turbina para medir un fluido liquido, preferiblemente con un impulsor (10) que es rotatorio a traves de la influencia del liquido, que se caracteriza por que el rotor (10, 1e, 1f) con su parte conductiva electricamente (1e) y su parte no conductiva electricamente (1f) se empela en la parte humeda del medido de fluido, es decir, en el liquido, y las tres bobinas (2a, 2b, 2c) que junto con los tres condensadores (3) pueden formar tres circuitos resonantes paralelos (4), asi como estos condensadores y circuitos electricos asociados se emplean en la parte seca del medidor de fluido con las bobinas fijadas cerca del recorrido rotacional de la parte conductiva electricamente (1e) del rotor en el otro lado del separador.
6. 58.- Un metodo para la deteccion sin contacto del estado rotacional de un rotor (1, 10) mediante un dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 18-148, que comprende una seccion del rotor alrededor de un giro rotacional que muestra una parte conductiva electricamente (1a, 1c, 1e) y una parte no conductiva electricamente (1b, 1d, 1f), asi como tres bobinas electricas (28, 2b, 2c) dispuestas cerca y con los ejes de las bobinas dirigidas hacia el recorrido rotacional de la parte conductiva electricamente del rotor, cada una de las bobinas estando conectadas electricamente a un condensador (3) para formar un circuito resonante paralelo cerrado (4) a traves de la bobina y del condensador y para la conexion a un circuito electronico para evaluar los datos seleccionados en el estado rotacional del rotor, que se caracteriza por

   - Configurar el circuito electrico para cada uno de los pares de bobinas (2) y el condensador (3), que deben formar cada uno de los circuitos resonantes paralelos (4), en su condicion de no funcionamiento, cuando no debe tener lugar ninguna oscilacion en el mismo, como un circuito abierto,

   - Cerrar mediante un medio (6), comprendido en el circuito, el circuito en un circuito resonante paralelo cerrado funcional, cuando una oscilacion resonante debe ser iniciada en este circuito, y

   - Romper mediante un medio (6) el circuito de nuevo en un circuito abierto, cuando las oscilaciones resonantes no deben ya tener lugar en este circuito.
7. 68.- Un metodo segun la reivindicacion 58, que se caracteriza por que dependiendo de la amortiguacion que debe conseguir la parte conductiva electricamente del rotor, dependiendo de la posicion rotacional del rotor, se inicia una

   oscilacion resonante electrica con velocidades variantes de declive, dependiendo de esto, en cada uno de los tres circuitos resonantes con un impulso de tension continua (9a, 9b, 9c) en un circuito resonante en un momento, es decir, las oscilaciones resonantes de los circuitos se inician en una secuencia, y estas oscilaciones son detectadas y evaluadas en este orden con el circuito electronico para la presentacion, o posterior uso de los datos, de los 5 datos seleccionados del estado rotacional, y en este caso, la deteccion de las oscilaciones resonantes tiene lugar sin que se de ninguna influencia mutua significativa entre los tres circuitos en la bobina y en el condensador.
8. 78.- Un metodo segun la reivindicacion 5a o 6a, que se caracteriza por que el circuito electrico para cada uno de los pares de bobinas (2) y el condensador (3) esta cerrado en un circuito resonante paralelo funcional (4) solo cuando 10 una oscilacion resonante ha de ser iniciada en el circuito, tras lo cual aquel circuito resonante paralelo se rompe de nuevo a mas tardar cuando el siguiente circuito resonante paralelo esta cerrado y una oscilacion resonante se inicia alli, mientras que las bobinas de los tres circuitos resonantes paralelos se influencian entre si en una medida minima y pueden ser montados cerca entre si para la deteccion de la rotacion de los rotores pequenos.

   15 8a.- Un metodo segun la reivindicacion 7a, que se caracteriza por que la bobina (2) y el condensador (3) en cada

   uno de los tres circuitos, antes de cerrar el circuito en un circuito resonante paralelo (4) y de empezar una oscilacion resonante con la ayuda de un impulso de tension continua (9a, 9b, 9c), se mantienen conectados entre si en una conexion de serie y conjuntamente en una fuente de tension continua (5), por ejemplo, con el condensador conectado a la fuente de tension continua y la bobina a un voltaje de referencia, por ejemplo, un 20 fondo, y con una conexion (7) al circuito electronico para la deteccion del circuito resonante situado entre la bobina

   y el condensador, y el inicio de la respectiva oscilacion resonante tiene lugar cerrando un conductor de cortocircuito (6) delante del condensador y de la bobina, para lo cual no se requiere ningun control de la extension de tiempo del impulso de tension continua.