FI77325C - Anordning foer maetning av nedhaengningen av en ledare i ett vulkaniseringsroer. - Google Patents

Description

77325

Laite johdon taipuman mittaamiseksi vu1 kanointiputkessa. -Anordning för mätning av nedhängningen av en ledare i ett vulkaniseringsrör.

Tämän keksinnön kohteena on laite eristyskerroksella vaipoitetun johdon taipuman mittaamiseksi vuIkanointiputkessa, jossa laiteessa on johtoa vulkanointiputkessa ympäröivä, vaihto-jännitelähteeseen kytketty herätyskela, joka kehittää sähkö-virran aiheuttaman magneettivirran johdossa ja ainakin kaksi magneettikentän mittaus tunto el intä, jotka on sovitettu säteit-täisen välin päähän johtoon nähden ja välin päähän toisistaan vulkanointiputken viereen sekä mittaustuntoelimien kanssa yhdistetty vertauslaite, joka kehittää johdon taipumaa vastaavan asemasignaalin.

Eräs tällainen laite on tunnettu (DE-PS 2 521 278).

Vu1känointiputkeen sijoitetun muuntajan sydämen avulla aikaan- : saadaan induktiivisesti johtoon vaihtovirta. Ainakin kahden magneettikentän mittaustuntoelimen avulla, jotka on sovitettu säteittäisen välin päähän johtoon nähden ja välin päähän toisistaan, eroavuuden muutos ei ilmoita ainoastaan taipuman suuruutta, vaan myöskin poikkeaman suunnan. Tällöin muuntaja :ja magneettikentän mittaustuntoelimet tarkoituksenmukaisesti on sijoitettu nk. mittausputkeen, joka on sovitettu vulkanoin-tiputken kulkuun.

Tämän tunnetun laitteen muuntaja vaatii muuntajan sydämen levypaketin tai sen tapaisen muodossa. Sen vuoksi se on sijoitettava sopivalla tavalla mittausputkeen. Myöskin magneettikentän mittaustuntoelimien, sopivimmin ilmasydänpuolien muodossa, täytyy olla sovitettu sopivalla tavalla mittausputken koverruksiin. Sen vuoksi tämä tunnettu laite on verraten kallis, ja se antaa riittävän tarkat mittaustulokset.

Tämän keksinnön tehtävänä on aikaansaada laite eristysker- 2 77325 roksella vaipoitetun johdon taipuman mittauksen vulkanointiput-kessa parantamiseksi, lähtien siitä, että pienennetään suuresti materiaali- ja valmistuskustannuksia.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaan siten, että on järjestetty vaihtojännitelähde, herätyskela ja magneettikentän mittaus-tuntoelimet käytettäväksi suurtaajuudella ja että vertauslaite käsittää vaihdediskriminaattorin ja kehittää mittaustuntosignaa-leiden vaihe-erosta asemasignaalin.

: Keksinnön mukainen laite aikaansaa kcsketuksettoman taipuman mittauksen kulkuajan mittauksen periaatteen mukaan. Magneetti-kentän tuntoelimessä indusoituneilla suurtaajuisilla jännitteillä on referenssijännitteeseen nähden erilainen vaihetila silloin, kun johdon välimatka mittaustuntoelimiin nähden ei ole sama. Syynä on magneettikentän erilainen kulkuaika johdosta mittaustuntoelimeen. Suurtaajuisilla mittaustunto-signaaleilla on siis vaihesiirtymä, jonka suuruus on mitta johdon poikkeamalle sen neutraaliasemasta. Lisäksi vaihesiirtymän merkistä voidaan havaita taipuman poikkeaman suunta.

Koska keksinnön mukaista laitetta käyttää suurtaajuusvaihto-jännitelähde, kustannukset virrap saamiseksi kaapelin johtimeen ja virran kehittämän magneettikentän mittaamiseksi ovat erittäin pienet. Mittaustaajuus on sopivimman välillä 100 ja 500 MHz. Se sallii mahdollisimman pienet mitat sekä herätvs---- kelalle generaattoripuolella että mittaustuntoelimi 11 e , joina keksinnön erään sovellutusmuodon mukaan ovat vastaan-ottokelat. Kytkentä- ja vastaanottokelojen väli on sopivimmin yli 1,5 m, herätyskelan välittömän kytkennän vastaanottokeloihin estämiseksi.

: - Suurten taajuuksien käytön johdosta voidaan luopua muuntajan sydämestä, ja herätyskelan voi muodostaa yksi ainoa kierros. Vastaanottokeloissa tarvitsee myöskin olla ainoastaan yksi ; . ainoa kierros. Myöskin vastaanottokelojen välimatka voi olla pienempi kuin suurin putken läpimitta. Kuitenkin tässä tapauksessa on valittava suurempi taajuus, riittävän vaihe-eron 3 77325 saavuttamiseksi aseman poikkeamilla. Kuitenkin vastaanotto-kelojen välimatkan muutos monissa tapauksissa on välttämätön, jotta voitaisiin toimia teollisesti edullisella taajuusalueella. M it tus la it te en kokonaiskustannukset ovat siis erittäin pienet.

Kustannuksia voidaan pienentää edelleen siten, että keksinnön mukaan toisiinsa törmäävien putkiosien laippojen välille on järjestetty sähköinen yhteys, että välimatkan päähän tästä sähköisestä yhteydestä on yhdistetty ensimmäisen laipan kanssa sähköä johtava elin, joka kuitenkin on johdettu erityisesti toisen laipan läpi ja että johtava elin sekä toinen laippa on yhdistetty koaksiaalikaapelin sydämen vast, ulkojoh-; timen kanssa. Tavalliseen tapaan vulkanointiputki aikaansaa tehokkaan suojauksen niin, ettei sen ulkopuolelle voi muodostua johdon aiheuttamaa magneettikenttää. Kuitenkin kahden toisiinsa törmäävän putken väliin tavalliseen tapaan on sijoitettu tiiviste, joka ei ole johtavaa ainesta. Sen vuoksi tässä tiivistysalueessa voi esiintyä myöskin ulkopuolelta magneettikenttä. Tämän keksinnön edullisen sovellutusmuodon tapauksessa laipat vedetään yhteen vastaanottojohtosilmukan muodostamiseksi. Tämän vastaanottosilmukan piiri suljetaan laippojen välisellä sähköisellä yhteydellä ja sähköä johtavalla elimellä. Sopivimman laippojen välisen sähköä johtavan yhteyden muodostaa yksi yhdyspultti. Tavallisesti käytetään kuitenkin useita yhdys-pultteja putkilaippojen toisiinsa kiristämiseksi. Näin vastaan-ottokela voidaan rakentaa yksinkertaisesti eikä tarvitse mitään muutoksia vulkanointiputkessa lukuunottamatta sähköä •johtavaa elintä ja koaksiaalikaapelin johdon liitosta laipan kanssa.

Mittaustuntosignaale iden vaihesiärtymän määräämiseksi erilaiset kytkentälaitteet ovat mahdollisia. Keksinnön erään sovellutus-muodon mukaan järjestetään lisäksi siten, että vaihediskrimi-naattorin eteen kytketään suurtaajuudella ohjattu elektroninen kytkin, joka määräaikaisesti antaa mittaustuntosignaalit vaihediskriminaatorin sisään vientiin. Jotta voitaisiin suorittaa 4 77325 yksinkertainen vaiheensiirtomittaus, keksinnön erään sovellu-tusmuodon mukaan on järjestetty siten, että vaihediskrimi-naattorin sisäänvienteihin on liitetty kulloinkin suuntais-resonanssipiiri. Elektronisen kytkimen, esimerkiksi puolijohdin-kytkimen, ohjaus tapahtuu myöskin suurtaajuudella, esimerkiksi 100 kHz.

Samoin kuin vastaanottokelat, myöskin herätyskela voidaan sovittaa vulkanointiputkiosien laippojen väliin, tiivis-tysaineksella täytetyn välin kautta suurtaajuisen sähköjohdon ··' indusoimiseksi.

Keksinnön mukaisella laitteella ei alenneta huomattavasti ainoastaan kustannuksia, vaan eräänä etuna on suuri mitta-tarkkuus. Tunnetussa laitteessa suoritetaan amplitudin vertaus. Signaalin amplitudi pienenee kuitenkin etäisyyden neliön mukana. Tämän johdosta amplitudin mittauksessa syntyy epälineaarisuuksia taipumaa mitattaessa. Sitä vastoin signaalin kulkuaika on suhteellinen etäisyyteen. Sen vuoksi mittausvirhe keksinnön mukaisessa laitteessa on suuruusluokaltaan pienempi kuin tunnetussa laitteessa.

Keksinnön erästä sovellutusesimerkkiä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten piirustuksiin.

Kuvio 1 esittää leikkausta kahdesta toisiinsa laipoitetusta putkiosasta vastaanottokeloineen.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen vertauskytkennän lohko-kaaviota.

Ennenkuin tarkastellaan lähemmin piirustuksissa esitettyjä yksityiskohtia, mainittakoon ensiksi, että jokaisella selitetyllä tai esitetyllä tunnusmerkillä yksinään tai yhdessä patenttivaatimusten tunnusmerkkien kanssa on keksinnölle olennainen merkitys.

5 77325

Paljas johdin lanka tai johto 10 päällystetään esittämättä jätetyssä suulakepuristimessa vu lkano it a v/a 1 la aineksella 11. Päällystetty johto 10 johdetaan vulkanointiputkeen 12, jossa suoritetaan tunnetulla tavalla eristysaineen 11 vulkanointi lämmön ja paineen alaisena. Vu lka no in t ipu t ken 12, josta on esitetty ainoastaan lyhyt osa, varsinaisessa vu1k anointivyöhyk keessä eristyskerros 11 on vielä verraten pehmeä niin, että mikäli mahdollista, on vältettävä kaikki mekaaninen kosketus tämän eristyskerroksen kanssa. Jotta saataisiin tasalaatuinen päällyste, johto täytyy johtaa mikäli mahdollista keskitetysti vulkanointiputkessa 12.

Kuviossa 1 on esitetty kaksi toisiinsa yhdistettyä putken päätä 13, 14, joissa on laippa 13 vast. 16. Nämä laipat on puristettu vastakkain pulteilla 17, jolloin kehävälein on sovitettu useita pultteja 17. Putken sisäosan tiivistämiseksi toimii tiiviste 18, joka on esitetty ainoastaan kaavio11isesti. Laippojen 15, 16 aksiaaliseen väliin on sovitettu herätyskela (ei esitetty), jonka muodostaa esimerkiksi yksi ainoa kierros, joka on sovitettu laippojen väliin putken toiseen päähän. Näin on tapaus esimerkiksi putken 13 toisessa päässä. Aksiaalinen välimatka on ainakin 1,5 m. Herätyskela on liitetty suurtaajuusjännitelähteeseen, jonka taajuus on noin 100 - 500 MHz.

S at ei11äisesti pultin 17 sisäpuolelle laipan 16 porauksen läpi on johdettu meta 1lipuikko 19 ja kierretty laipan 15 valereikään. Eristys 20 ympäröi puikkoa 19 laipan 16 poraus-alueessa laippaan 15 saakka. Puikon 19 vapaa pää on yhdistetty koaksiaalikaapelin 22 sisäänjohtimen 21 kanssa, jonka koaksiaalikaapelin ulkojohdin 23 on liitetty laippaan 16. Tällöin on olemassa yhden kierroksen muodostama johtosilmukka, jonka kulku on esitetty viivalla 24.

Herätyskela aikaansaa johdossa 10 suurtaajuisen virran, joka aikaansaa suurtaajuisen magneettikentän, joka dielektri- sesti toimivan tiivisteen 18 välityksellä voi ulottua ulospäin 77325 ja siten indusoida johtosilmukkaan 24 jännitteen. Jännitesig-naalia, joka johdetaan pois koaksiaalikaapelin 22 välityksellä, voidaan käyttää sopivasti hyväksi. Kaksi diametraalisesti tai ainakin välin päähän toisistaan sovitettua johtosilmukkaa kehittää siis kaksi jännitesignaalia, jolloin niiden vaihetila riippuu siitä, minkä etenemismatkan magneettikentän täytyy kulkea johdosta 10 johtosilmukkaan. Samalla välillä, ts. johdon 10 neutraalilla asemalla vaihe-ero on nolla. Mitä suurempi johdon 10 poikkeama on neutraaliasemasta, sitä suurempi on vaihe-ero. Suurin vaihe-ero on sopivammin +90°.

Sen vuoksi mittaustaajuus tarkoituksenmukaisesti tämän jälkeen on oikaistava, jolloin luonnollisesti myöskin vulka-nointiputken läpimitta tulee parametriksi.

Kuviossa 2 on esitetty kaaviollisesta elektroninen kytkin 30, jonka kaksi sisäänvientiä 31, 32 on yhdistetty esimerkiksi kuviossa 1 esitetyn rakenteen mukaisen mittauskelan kanssa. Elektroniseen kytkimeen johdetaan ohjausjohdon 33 kautta ohjaussignaali, jonka taajuus on esimerkiksi 100 kHz. Elektronisen kytkimen 30 ulostulo on sekoittimessa 34, jossa keloista 1 ja 2 tulevat signaalit tasasuunnataan ja int er f ero idaan :- interferenssioski1laattorin 35 signaalin kanssa. Sen vuoksi sekoittimen 34 ulostulossa syntyy impulssi:jonoja, joilla voi olla oskillaattorijännitteen vaihetilaan nähden erilainen vaihetila. Impulssiketjut vahvistetaan VT-vahvistimessa 36 ja annetaan toisen elektronisen kytkimen 37 välityksellä vaihdediskriminaattorin 40 sisäänmenoihin 38 vast. 39. Sisäänmenojen 38, 39 kanssa on yhdistetty lisäksi suuntais-resonanssipiirit 41 vast. 42, jotka kapeakaistaisina suotimina jatkavat värähtelyt myöskin kytkentäpausseihin ilman amplitudin mainitsemisen arvoista poikkeamaa. Sitten vaihdediskriminaat-torissa määritetään poikkeama, ts. vaihetila kelojen 1 ja 2 mittaussignaaleiden välillä ja ilmaistaan osoitinlaitteessa 43 .

Selitetyn mittauslaitteen avulla määritetään johdon 10 jokainen poikkeama halutusta lasketusta tilasta vaihesiirtymän 77325 avulla mittauskelasignaaleiden välillä. Johdon taipumaa varten saatujen mittaussignaaleiden avulla voidaan luonnollisesti aikaansaada myöskin säätö, kulloinkin halutun taipuman automaattisesti säätämiseksi. Taipuman mittaussignaalia verrataan säätölaitteessa tosisignaalina annetun arvon kanssa ja säätöpoikkeamaa käytetään hyväksi säätöelimen ohjaamiseksi taipuman muuttamista varten.

Claims (9)

77325

1. Laite erityiskerroksella vaipoitetun johdon taipuman mittaamiseksi vulkanointiputkessa, jossa laitteessa on johtoa vulka-nointiputkessa ympäröivä, vaihtojännitelähteeseen kytketty herätyskela, joka kehittää sähkövirran aiheuttaman magneetti-virran johdossa ja ainakin kaksi magneettikentän mittaustunto-elintä, jotka on sovitettu säteittäisen välin päähän johtoon nähden ja välin päähän toisistaan vulkanointiputken viereen sekä mittaustuntoelimien kanssa yhdistetty vertauslaite, joka kehittää johdon taipumaa vastaavan asemasignaalin, tunnettu siitä, että on järjestetty vaihtojännitelähde, herätyskela ja magneettikentän mittaustuntoelimet käyttäväksi suur-taajuudella ja että vertauslaite käsittää vaihdediskriminaatto-rin (40) ja kehittää mittaustuntosignaaleiden vaihe-erosta asemasignaalin .

2. Patenttivaatimuksen l mukainen laite, tunnettu siitä, että herätyskela ja/tai magneettikentän mittaustuntoelimet (24) kulloinkin on sovitettu vulkanointiputken (12) putki-päätyjen (13,14) laipan (15,16) alueelle.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu ; siitä, että magneettikentän mittaustuntoelimet ovat vastaanot-tokeloja.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että toisiinsa törmäävien putkipäätyjen (13,14) laippojen (15,16) välille on järjestetty sähköinen yhteys (17), välin päähän tästä sähköisestä yhteydestä (17) on yhdistetty ensim- ·.*. mäisen laipan (15) kanssa sähköä johtava elin (19), joka kulkee kuitenkin eristetysti (20) toisen laipan (16) läpi ja että sähköä johtava elin (19) ja toinen laippa (16) on yhdistetty koak-siaalikaapelin (22) sydämen vast, uiko johtimen kanssa. 9 77325

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että johtavana elimenä on ensimmäiseen laippaan (15) kierretty, toisen laipan (16) porauksen läpi johdettu metalli-puikko (19) .

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että laippojen (15,16) välisen sähköisen yhteyden muodostaa yhdyspultti (17).

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laite, tunnettu siitä, että vaihdediskriminaattorin (40) eteen on kytketty suurtaajuudella ohjattu sähkökytkin (37), joka määräaikaisesti antaa magneettikentän mittaustuntosignaalit vaihe-diskriminaattorin (40) sisäänvienteihin (38,39).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että vaihdediskriminaattorin (40) sisäänvienteihin (38,39) on liitetty suuntaisresonanssipiiri (41,42).

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että mittaustuntosignaalit annetaan toisen elektronisen kytkimen (30) erillisiin sisäänvienteihin (31,32), joka kytkin on yhdistetty tasasuunnatun sekoituskaskadin (34) si-säänviennin kanssa, jossa sekoituskaskadissa magneettikentän mittaustuntosignaaleihin sekoitetaan suurtaajuinen signaali. 77325