FI85541C - Foerfarande och anordning foer maetning av deformationen hos en roterande axel. - Google Patents

Description

85541

MENETELMÄ JA LAITE PYÖRIVÄN AKSELIN DEFORMAATION MITTAAMISEKSI - FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR MÄTNING AV DEFORMA-TIONEN HOS EN ROTERANDE AXEL

5 Keksintö koskee menetelmää ja laitetta pyörivän akselin deformaation mittaamiseksi patenttivaatimuksen l johdannon mukaisesti.

Tällainen menetelmä on tunnettu US-patenttijulkaisusta 10 3,797,305, jossa kalibrointielin käsittää vastuksen. Moment- tisignaali katkaistaan siinä jaksottain tunnettua, kalibroitua momenttia edustavan referenssisignaalin tuottamiseksi. Vastus voidaan valita lämpötilakertoimella. Tämän tunnetun tekniikan mukaisesta ratkaisusta puuttuu tarkkuus, erityi-15 sesti signaalien välisten pienten erojen mittaamiseksi. GB-2077537 esittää painemittaussilta- ja kalibrointisignaalia, jossa on "nollareferenssitaso". US-3,234,787 esittää venymä-anturia ja kompensointisiltaa.

20 Keksinnön tarkoituksena on parantaa tunnettuja menetelmiä.

Tämä saavutetaan patenttivaatimuksen 1 määrittelemällä menetelmällä. Kun kalibrointi- ja nollakalibrointilaitteet ottavat signaaleja kalibrointi- ja nollakalibrointisilloil-la, jotka ovat järjestetyt rengasmaiseen metallikannatti-25 meen, joka on yhdistetty akseliin ja jossa on sama mittaus-lämpötila kuin mittaussillassa, alkujaan mittaussillasta .. I lähtevä mittausarvo on kompensoitu lämpötilan suhteen, samalla kun saadaan samaa suuruusluokkaa oleva kalibroin-tisignaali kuin mittaussignaali. Lisäksi nollakalibrointi-35 sillalla otetulla nollakalibrointisignaalilla nollakali- broinnin ja kalibrointiarvon välisen suhteellisen virheen tyydyttävä interpolointi on mahdollista. Lisäksi johtuen tarkasta nollakalibrointiarvosta on mahdollista mitata akselin pituussuuntainen työntöarvo, joka eroaa vain vähän 35 nollakalibrointiarvosta ja joka on esimerkiksi laivan työntövoiman mittayksikkö. Työntövoima (potkuripaine) on hyvin mielenkiintoinen tieto laivalle tarvittaessa aluksen opti- 2 85541 maalisia näyttöolosuhteita. Voidaan asettaa lukuisia kier-rosnopeuksia ja/tai säädettäviä potkurien lavoja riippuen mitatusta potkuripaineesta erilaisilla navigointiolosuhteil-la.

5

Kehitettyä menetelmää ja keksinnön mukaista laitetta kuvataan epäitsenäisissä vaatimuksissa.

Keksintöä kuvataan täydellisemmin seuraavassa viittaamalla 10 piirustukseen.

Piirustus näyttää kaaviollisesti kuvissa 1 ja 4 kummassakin pyörivää akselia nostettuna kaaviollisesti esitettynä erilaisilla keksintöä kuvaavilla laitteilla, 15 Kuva 2 esittää deformaatiokäyrää, joka on mitattu kuvien 1 ja 4 mukaisilla laitteilla,

Kuvat 3 ja 5 kuvien 1 ja vastaavasti 4 mukaisen laitteen lohkodiagrämmiä,

Kuva 6 kuvion 4 mukaisen laitteen perspektiivikuvaa.

20

Pyörivä akseli 1 on varustettu vastaanottolaitteella 3, joka on muodostettu sinänsä tunnetulla venymämittauslaitteen mittaussillalla. Lisäksi kalibrointilaitteet ovat jäykästi yhdistetyt akseliin 1 niin, että ne pyörivät yhdessä akselin %o: 1 kanssa mainitun kalibrointilaitteen 7 käsittäessä kanna- tinrenkaan 8, jossa on nollakalibrointilaite 9, johon ei vaikuta akselin deformaatio, ja suhteelisen kalibroinnin laite 10 käsittäen kumpikin venymämittaussillan järjestettynä sellaiseen paikkaan kannatinrenkaassa 8, että niillä on .30. sama lämpötila kuin akselilla 1. Lopuksi on ensimmäinen vaihtokytkin 4, vahvistinlaite 20, modulointilaite 5, lähe-tinlaite 6, oskillaattori 21 ja toinen syöttöpiiri 24 säh-könsyöttöä varten jäykästi yhdistettynä akseliin 1 niin, että ne pyörivät yhdessä akselin 1 kanssa.

:3-5:

On järjestetty vastaanottolaite 11, demodulaatiolaite 12, 3 85541 toinen vaihtokytkin 13, synkrooninen oskillaattori 22, primäärinen syöttöpiiri 23, laskentalaite 16 ja näyttölaite 18. Vaihtokytkimet 4 ja 13 ovat synkroonisesti säädettävissä mittausaseman a, nollakalibrointiaseman b, mittausaseman d 5 ja suhteellisen kalibrointiaseman c välillä jollakin tunnetulla piirijärjestelyllä. Tämä piirijärjestely voi käsittää vakiojännitteisen Sd 19, joka jännite ylittää minkä tahansa mittaussignaalit. Tämä jännitelähde 19 on yhdistetty vaihto-kytkimen 4 kontaktikohtaan d. Vaihtokytkin 4 kytkee jatkuit) vasti peräkkäisessä järjestyksessä kontaktikohdat 1, b, c, d, a jne. pääsynkronioskillaattorin 21 säätelemänä. Kun kauko-ohjattu synkronioskillaattori 22 havaitsee suuren Sd-signaalin, se seuraa yhdistämällä kontakteihin d, a, b, c. Sitten kauko-ohjatun synkronioskillaattorin 22 on jälleen 15 havaittava suuri Dd-signaali suorittaakseen jälleen läpikyt-kennän d, a, b, c. Kytkin 4 muuttaa kunakin aikana asennossa 2 kontaktikohtaan a, kun se havaitsee suuren signaalin Sd (katso kuva 3), koska kytkintä 13 säädetään synkronioskil-laattorilla 22, joka on synkronoitu oskillaattorin 21 kanssa 20 signaalilla s3.

Vaihtokytkinten 4, 13 nollakalibrointiasennossa b sovelletaan nollasignaalia nollakalibrointilaitteesta 9 vahvistin-laitteeseen 20, joka käyttää vahvistinsignaalia modulaa- 25. tiolaitteeseen 5. Vahvistettu ja moduloitu signaali lähete-tään lähetyslaitteella 6, joka on vastaanottolaitteessa 11, ' I demoduloituna demodulointilaitteella 12 ja käytettynä vaih-tokytkimen 13 nollakalibrointiasennossa b nollakalibroin-tisignaalin sisäänmenoon 14. Laskentalaitteeseen 16 käytetty :3Φ nollakalibrointisignaali on varastoitu laskentalaitteen 16 muistiin.

*·": Kun eri hetkillä oskillaattorien 21, 22 avulla vaihtokytki- met 4 ja 13 ovat muuttuneet suhteelliseen kalibrointiasen-5¾ toonsa c, suhteellisen kalibrointilaitteen 10 suhteellista signaalia käytetään vahvistuslaitteistolla 20, modulaa- 4 85541 tiolaitteella 5, demodulaatiolaitteella 12, lähettimellä 6 vastaanottolaitteen 11 kautta ja kahta vaihtokytkintä 4 ja 13 käyttötilassa laskentalaitteen 16 suhteellisen signaalin sisäänmenoon 15, ja joka laskentalaite ajoittain varastoi 5 sen mainittuun muistiin.

Eri hetkellä sen jälkeen kun vaihtokytkimet 4 ja 13 ovat muuttuneet mittausasentoon a, mittaussignaalia käytetään samalla vahvistinlaitteistolla 20, modulointilaitteella 5 ja 10 demodulointilaitteella 12 lähettimen 6 ja vastaanottolaitteen 11 kautta ja kahta vaihtokytkinta 4 ja 13 vahvistetussa tilassa mittausignaaliin viimeisimmällä nollakäyttövirheellä ja viimeisimmällä suhteellisella käyttövirheellä. Laskenta-laitteeseen 16 ohjelmoitua laskelmaa selitetään seuraavassa 15 viittaamalla kuvaan 2.

Kuvassa 2 on merkitty pisteellä laitteiston 20, 5, 12 hetkellisen käytön käyttäytyminen. Otetut signaalit yhdistettynä suhteelliseen kalibrointiarvoon Vc ja nollakalibroin-20 tiarvoon Vb saavuttavat laskentalaitteen 16, kun käytetyillä signaaleilla on signaalin suuruus Sc ja vastaavasti Sb. Kuvan 2 diagrammista on ilmeistä, että deformaatio Va, joka sattuu tietyllä hetkellä ulostulodeformaatioon Vb, - joka tavallisesti on yhtäkuin 0 ja siksi nimitetty nollakalibrointiar-‘ 2.5 voksi - voidaan laskea kaavalla: (Sa - Sb). (Vc - Vb)

Va - Vb = -------------------

Sc - Sb 30 Tämä laskentalaitteessa 16 laskettu arvo esitetään esimerkiksi näyttölaitteessa 18, indikaattorissa ja/tai piirturi-laitteessa samoin kuin säätölaitteessa 40, joka säätelee -35 automaattisesti akselia 1 käyttävän moottorin 41 polttoai-neensyöttömekanismia 44.

5 85541

Kuvan 4 esittämän laitteen 52 avulla on mahdollista esimerkiksi mitata akselin 1 aksiaalinen puristuma, jonka aiheuttaa laivan työntövoima. Kuvan 4 numerot, jotka ovat samoja kuin kuvassa 1, merkitsevät samoja toiminnallisia laitteita. 5 Kuten kuvassa 4 on esitetty, siihen on lisätty koukkuvenymä-mittareitten 30 silta, jonka muodostaa kaksi koukkuvenymä-mittalaitetta 26, 27 järjestettynä molemmille puolille akselia ja kaksi kuormittamatonta, vastaten koukkuvenymämit-tareita 28, 29 järjestettynä kannattavaan renkaaseen 8.

10 Koukkuvenymämittareiden silta 30 voi olla yhdistetty vaihto-kytkimen 4 kontaktiin e.

Kauko-ohjattu synkronioskillaattori 22 on synkronoitu esimerkiksi suhteellisella kalibrointisignaalilla Sc (kuva 5). 15 Kalibroinnilla ja nollakalibroinnilla 10, 9 on mahdollista erottaa tarkasti työntösignaali Sp, joka vastaa akselin 1 puristumaa, nollakalibrointisignaalista Sb.

Kuvassa 4 oleva säätölaite 40 säätää erityisesti riippuen 20 vääntömomenttisignaalista Sa polttoaineen syöttömekanismia 44 ja säätää erityisesti riippuen työntösignaalista Sp potkurin lapojen säätömekanismia 43 akselia 1 käyttävän potkurin 42 lapojen kulman säätämiseksi. Mainittu säätölaite 40 käsittää tietokoneen laskemaan ja asettamaan vaaditun polttoainemää-‘2*5 rän aikayksikköä kohti ja vaaditun potkurikulman aivan mahdollisimman tehokkaaksi käyttämiseksi.

Kuva 6 esittää, että lähetinlaitteen 6 antenni on sijoitettu oleellisesti renkaanmuotoisen kannattajan 8 keskelle ja :^0 kiinteän vastaanottolaitteen 11 antenni vastakkaiselle puolelle järjestettynä kotelossa 32 olevaan varteen 33. Lähetinlaitteen ja vastaavasti vastaanottolaitteen 6 ja 11 antennien molemmille puolille on järjestetty sekundäärinen ja primäärinen syöttökäämi 24 ja vastaavasti 23 kannatinren-35 kaiden 8 järjestettyjen laitteiden sähkön syöttämiseksi.

6 85541

On huomattava, että venymämittareiden 30 sillat ovat syötetyt vaihtojännitteellä lämpöparivaikutusten välttämiseksi. Tarkan siirron saamiseksi käytetään lähettämiseen/vastaanot-tamiseen taajuusmoduloitua signaalia.

5

Kannattavaan renkaaseen 8 on järjestetty rengas 31, joka on lämpöteknisesti hyvin kytketty akseliin 1, ja renkaaseen on järjestetty kuormittamattomat venymämittarit 28, 29 samoin kuin sillat 9, 10. Kannattajaan on järjestetty renkaanmuo-10 toinen kammio 34 sähköisten ja elektronisten vahvistus-, moduloimis- ja lähetyslaitteiden 20, 5 ja 6 sovittamiseksi samoin kuin vastaavasti vaihtokytkimen 4 ja oskillaattorin 21 sovittamiseksi.

Claims (7)

7 85541

1. Menetelmä pyörivän akselin (l) deformaation mittaamiseksi, jossa deformaatioon liittyvä mittaussignaali otetaan 5 pyörivällä vastaanottoelimellä (3), jossa vastaanottosignaa-li moduloidaan pyörivällä vahvistinlaitteella ilman lankoja siirrettäväksi signaaliksi, jossa moduloitu signaali lähetetään pyörivällä lähetinlaitteella (6), jossa lähetetty signaali vastaanotetaan stationäärisellä vastaanottolait-10 teella (11), jolloin vastaanotettu signaali demoduloidaan demodulointielimellä (12), jossa demoduloitu signaali ilmaistaan, jossa jaksoittain kunakin aikana pyörivästä kalib-rointilaitteesta (7), jolla on kalibrointiarvo, tuleva kalibrointisignaali kulkee saman vahvistinlaitteen (20), 15 saman modulaatiolaitteen (5) ja saman demodulaatiolaitteen (12) kautta ja ohjataan laskentalaitteeseen (16) vahvistetun, moduloidun ja demoduloidun kalibrointisignaalin toimin-tavirheen suuruusluokan määrittämiseksi suhteessa tunnettuun kalibrointiarvoon, joka on varastoitu laskinelimeen (16), ja 20 jossa eri hetkenä samalla vahvistinelimellä (20), samalla modulointielimellä (5) ja samalla demodulointielimellä (12) vastaanotettu mittaussignaali korjataan toimintavirhettä varten, tunnettu siitä, että kalibrointisignaali tuotetaan vastussillalla (10), jolla on kalibroitu vastusarvo, ja että 25 nollakalibrointisignaali tuotetaan nollakalibrointisillalla (9), jolla on vastusarvot tunnetuista "nolla-arvoista”, joka nollakalibrointisignaali kulkeen saman vahvistinlaitteen (20), saman modulointilaitteen (5) ja saman demodulaatiolaitteen (12) kautta ja ohjataan laskentalaitteeseen (16) 30 vahvistetun, moduloidun ja demoduloidun nollakalibrointisig-naalin (Sb) nollatoimintavirheen suuruusluokan määrittämiseksi suhteessa tunnettuun nolla-arvoon, joka on varastoitu laskentalaitteeseen, sekä että mittaussignaali korjataan nollakalibrointisignaalin ja kalibrointisignaalin perusteel-'35 la. ; 8 85541

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kalibrointielin käsittää akselin (1) deformaatiosta riippumattoman, venymämittausanturilla varustetun (3) sillan. 5

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että työntömittaussignaali vastaanotetaan pyörivällä työntölaitteella (30).

4. Laite (2) pyörivän akselin (1) deformaation mittaamiseksi käsittäen pyörivän vastaanottolaitteen (3), joka vastaanottaa deformaatiota koskevan mittaussignaalin, - pyörivän vahvistinlaitteen (2), joka vahvistaa vastaan-15 otetun mittaussignaalin, - pyörivän modulointilaitteen (5), joka moduloi vastaanotetun signaalin ilman lankoja siirrettäväksi signaaliksi, - pyörivän lähetyslaitteen (6), joka lähettää moduloidun signaalin, 20. stationäärisen vastaanottolaitteen (11), joka vastaanot taa lähetetyn signaalin, - stationäärisen demodulaatiolaitteen (12), joka demoduloi vastaanotetun signaalin ja - ilmaisinlaitteen (18), joka ilmaisee demoduloidun sig-25 naalin, tunnettu - kalibroivasta vastussillasta (10), jolla on kalibroitu vastusarvo, - nollakalibrointivastussillasta, jolla on tunnettujen 3$ "nolla-arvojen" mukainen vastusarvo, - laskentaelimestä siihen ohjatun, vastaanotetun käyttösig-naalin korjaamiseksi, - kytkentäelimestä (4, 13), joka on asetettavissa kalib-rointiasennon ja mittausasennon väliin mittaussignaalin ja *35 kalibrointisignaalin johtamiseksi mittausasentoon tai kalib-rointiasentoon vastaanottoelimestä (3) ja kalibrointielimes- «· » * · * • · * » · a ft · 9 85541 tä (7) saman järjestelmän kautta, jossa on vahvistinelin (20), modulointielin (5) ja demodulointielin (12), sekä laskentaelimen (16) kautta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite (2), tunnettu siitä, että kytkinelin (4, 13) käsittää ensimmäisen säädettävän vaihtokytkimen (4) järjestettynä pyörivään akseliin (1) kytkettynä mittausasennossaan, nollakalibrointiasennossaan ja suhteellisessa kalibrointiasennossaan vastaanottoelimeen 10 (3), nollakalibrointielimeen (9) ja vastaavasti suhteelli seen kalibrointielimeen (10) ja stationäärisesti järjestetyn säädettävän toisen vaihtokytkimen (13), joka on kytkettävissä ensimmäiseen vaihtokytkimeen (4) , joka on yhdistetty mittausasennossaan mittaussignaalin sisäänmenoon, nollasig-15 naalin sisäänmenoon (14) tai laskentaelimen (16) suhteellisen signaalin sisäänmenoon (15).

6. Patenttivaatimuksen 4 ja 5 mukainen laite (2), tunnettu työntömittauselimestä, joka vastaanottaa työntömittaussig- 20 naalin.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite (2), tunnettu siitä, että työntömittauselin käsittää sillan (30), jossa kaksi koukkuvenymämittauslaitetta (26, 27), jotka eivät ole kytke- 2. tyt sarjaan sillassa (30), ja jotka ovat järjestetyt pyörivän akselin (1) molemmille puolille. ίο 8 5 541