NO753568L - - Google Patents

Description

Anordning for å måle'.temperatur,

Oppfinnelsen angår en anordning for å måle temperatur i et første mekanisk del hvis temperatur skal måles og som er bevegelig i forhold til den andre mekanisk del, omfattende en seriekrets som inneholder en temperaturfølsom motstand i den første del og en induksjonsspole.

En vanlig måte å måle temperatur i et mekanisk element er å anbringe en varmefølsom motstand inntil elementet og måle motstanden i dette element som funksjon av temperaturen. Denne måte blir noe vanskeligere hvis det mekaniske element er bevegelig i forhold til omgivelsen. En tidligere kjent måte for å måle motstandsverdien i et temperaturfølsomt element som er anordnet inntil en bevegelig mekanisk del, er å forbinde motstandselementeb via sleperier med en ytre krets. Ulempen ved denne måte er at den elektriske overføring via .sleperingene kan bli meget komplisert og usikker.

Det er videre foreslått induktiv overføring fra tempe-raturfølsom motstandselement i en bevegelig del, til og omgive-lsene. Da forbindes kretsen med den temperaturfølsomme motstand i den bevegelige mekansike del med en ytre målekrets via en induktiv giver på den bevegelige del som passerer en induktiv mottager på den faste omgivelsesdel. På denne måte koples i det minste midlertidig den temperaturfølsomme motstand med målekretsen i omgivelsen slik at temperaturen kan måles. Ulempen ved denne måte består i at det kan bli vanskelig å kalibrere målekretsen slik at denne virkelig gir en pålitelig gjengivelse av motstandsverdien for det temperaturfølsomme motstandselement og derved en pålitelig taperaturverdi.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning av den innledningsvis nevnte art som ikke har de ovenfor nevnte ulemper og gir et mere nøyaktig måleresultat.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at seriekretsen videre inneholder minst en kondensator hvis ene pol er festet på den første del og hvis andre pol er festet på den andre del, at en vekselstrømgenerator er innrettet til å levere en vekselstrøm til seriekretsen, og at en detektorkrets som er koplet med seriekretsen, er innrettet til å detektere en signaltilstand i seriekretsen som et mål for motstandsverdien i den temperaturfølsomme motstand og dermed som et mål for temperaturen i den første del når resonans opptrer i seriekretsen.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av kravene 2-8.

Oppfinnelsen skal nedenfor."forklares nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser skjematisk en temperaturmåleanordning ifølge oppfinnelsen anordnet i krysshode i en dieselmotor.

Fig. 2 viser skjematisk to forskjellige utførelser

av overføringskondensatoren i anordningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 visæ et koplingsskjerna for kretsen for tempe-raturmålingen ifølge oppfinnelsen.

Fig. 4 viser spenningskurver som opptrer i kretsen

på fig, 3.

Den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist på fig, 1 tjener til måling av temperaturen i et krysshodelager i en dieselmotor. I dette tilfelle dreies lagerhylsen i forhold til krysshodet som videre beveger seg i forhold til veivhuset. Det kan således sies at fig. 1 viser et utfør-elsesform hvor man måler temperaturen i en mekanisk del som er bevegelig i forhold til en annen del som på sin side er bevegelig i forhold til den ytre stasjonære del.

Fig. 1 viser et veivhus 1 som f.eks. kan være veivhuset i en dieselmotor. Stempelet 4 driver veivakselen. En stempel-stang 2 beveger seg dels oppover og nedover og dels dreier den seg 15°. En lagerhylse 5 hvis temperatur skal måles befinner seg inne i et krysshode 3. Krysshode 3 beveger seg oppover og nedover med stempelet 4. Lagerhylsen 5 dreier seg i forhold til krysshode 3 i forbindelse med stempelstangens dreining.

En temperaturfølsom motstand RT er innfelt i lagerhylsen 5. Motstandens ene ende er forbundet med den ene pol av en kondensator og motstandens andre ende er forbundet med den ene-pol av en kondensator C^. De nevnte poler av kondensatorene C, og er mekanisk festet til lagerhylsen 5. Kondensatorenes andre poler er dreimot festet på krysshode 3. Den andre pol av kondensatoren er forbundet med den første pol av en kondensator CL som er anordnet på krysshode 3. Den andre pol av kondensatoren Cj. er forbundet med den første pol av kondensatoren Cg som befinner seg på krysshode 3. Den andre pol av kondensatoren C^befinner seg på veivhuset 1 og er forbundet med en induksjonsspole L. Den andre pol av kondensatoren Cg befinner seg også på veivhuset 1 og er forbundet med en utgargsklemme 7-Induksjonsspolens L andre ende er forbundet med en utgangsklemme 6.

Fig. 2 viser skjematisk to mulig utførelsesformer

av kondensatorene C-^CgjC^og C^. Ifølge den første utfør-elsesform 10 består kondensatoren av to plater som er bevegelig i forhold til hverandre. Den første plate 11 er forbundet via en tilslutningskontakt 13, f.eks. til motstanden RT i lagerhylsen på fig. 1. Den andre plate 12 er anordnet på krysshode og utgangs kl emmen 14 er forbundet med kondensatoren C. resp. Cg. Det betyr at for kondensatoren C, resp. Cg skulle kondensatorplaten 11 befdme seg på krysshode og kondensatorplaten 12 skulle være festet på veivhuset. Som følge av stempelets bevegelse betyr det at de to kondensatorplater bare midlertidig befinner seg i en slik stilling at de danner en fullstendig kondensator.

Alternativt kan man tenke seg at kondensatoren har den form 20 som er vist på fig, 2. Her danner røret 21 den ene plate i kondensatoren mens røret 22 danner den andre plate. Platen er forbundet med hver sin forbindelsesklemme 13 resp. 14.

Fig. 3 viser koplingsskjerna for anordningen på fig. 1.

Den temperaturfølsomme motstand R^ i lagerhylsen 5 er koplet via kondensatorene C^og C^til krysshode 3 og videre med kondensatorene C1 og Cg til veivhuset 1. Videre er kondensatoren 1 forbundet via en induksjonsspole L med utgangsklemmen 6 og kondensatoren Cg er. forbundet med den andre utgangsklemme 7. En motstand Rp som representerer tapsmotstanden i kretsen ligger i serie med induks jonsspdlen L. Med de to utgangsklemmer 6 og 7 er forbundet en vekselstrømgenerator G via en motstand R(„ i. Videre er en minimum spenningsdetektor 32 også forbund* med klemmene 6 og 7. Utgangen fra detektoren 32

er forbundet med en dekoder 33 fris utgang er forbundet med utgangen i et instrument 34 som angir temperaturen.

Virkemåten for kretsen på fig. 3 skal beskrives nedenfor i forbindelse med fig. 4. Det antas først at motoren startes opp slik at lagerhylsen 5 er kald. Videre antas det at stempelet 4 befimer seg i en slik stilling at i det minste noen av kondensatorene C befinner seg i en slik stilling at begge deres plater er ads\dlt fra hverandre. Dette betyr at RCL-kretsen på fig. 3 har meget høy impedans og spenningen V på klemmene 6 og 7 har en maksimalverdi V som vist på fig. 4. Når stempelet 4 beveger seg vil

max .

spenningen på klemmene 6 og 7 følge den strekede kurve 1

på fig. 4. Dette beror på at når stempelet 4 beveger seg i veivhuset vil kondensatorene i en bestemt stilling av beve-gelsen befinne seg i en slik tilstand at de resp, plater i hver kondensator befinner seg rett overfor hverandre. Dette betyr at kondensatorene da har sin største kapasitet, dvs. impedansen i RCL-kretsen på fig. 3 er da minst. Det er videre vesentlig ifølge oppfinnelsen at RCL-kretsen er dimensjonert som en serieresonanskrets. Dette kan man oppnå ved å dimen-sjonere induksjonsspolen L på hensiktsmessig måte og at generatoren G har en hensiktsmessig frekvens. Det antss at denne serieresonanstilstand opptrer i stempelets stilling AA på

fig. 4. Dette betyr at spenningen på .klemmene 6 og 7 da får en miniumsverdi VQ på fig. 4. Spenningen V representerer således en resonanskurve om stillingen A-A, Hvis det antas at tapmotstanden R^ er liten så vil kretsen RCL ved resonans ha en impedans som tilsvarer den ohmske motstand RT>Hvis

RQ>>RT så vil spenningsverdien VQ på fig. 4 være direkte propcsjonal med motstandens RT motstandsverdi.

Når stempelet på fig. 1 fortsetter å arbeide og lagerhylsen 5 oppvarmes vil resonanskurven på fig. 4 få den form som er vist med kurven 2. Spenningen på klemmene 6 og 7 vil da få en verdi Vm^n\véd stempelets stilling A-A. Denne

minimumsverdi på klemmene 6 og 7 kan detekteres av spennings-minimumdetektoren 32. Utgangen fra detektoren 32 tilføres så

en dekoder 33 som fortrinnsvis er kalibrert slik at den av-gir direkte temperaturen i lagerhylsen 5 til et indekerende instrument 34 eller en annen registreringsinnretning.

Som følge av forekommende olje i veivhuset eller

som følge av andre omstendigheter i veivhuset er det mulig at resonanskurven på fig. 4 ved stempetts arbeide opptrer i forskjellige stillinger. Dette kan bety at resonanskurven ved stempelets ene slag opptrer som vist med kurven 2 men ved et-annen slag kan opptre som vist';på kurven 3 på fig. 4.. Dette er imidlertid uvedkommende, fordi minimumspenningen V . vil alltid være den samme uavhengig av stillingene for mm & &

kurvene 2 og 3. Som vist på fig. 3 detekterer minimumdetektoren 32 i alle tilfeller minimumsverdien for kurven 3 som for kurven 2. Kretsen på fig. 3 er således forholdsvis uavhengig av kapasiteten av kondensatorene C^, Cg, C^og C^forutsatt at disse kondensatorer har en slik kapasitetsverdi at resonans opptrer i kiebsen. For at dane forutsetning alltid skal gjelde bør frekvensen av generatoren G og impedansen av spolen L være regulerbar.

Minimumdetektoren 32 på fig. 3 kan være av vanlig art og skal ikke beskrives nærmere her. Dekoderen 33 kan også være av vanlig og kan derfor heller ikke beskrives nærmere. Det vesentlige er at kretsen kalibreres på sådan måte, f.eks. ved hjelp av den innstillbare induksjonsspole L og den innstillbare generator G, at dekoderen 33 kan kalibrere slik at det oppnås en ønsket temperaturverdi fra dekoderens utgang.

Når det gjelder kretsen på fig. 3 er det også-mulig

å modifisere koplingen slik at man anvender en vanlig'motstandsmåling ved hjelp av en brokopling.

Claims (8)

1. Anordning for å måle temperatur i en første mekanisk del (3,5) hvis temperatur skal måles og som er bevegelig \i forhold til en andre mekanisk del (1) omfattende en seriekrets som inneholder en temperaturfølsom motstand (RT ) i den første del og en induksjonsspole (L), karakterisert ved- at seriekretsen videre inneholder minst en kondensator (C^ -C^ ) hvis ene pol (12,22) er festet på den første del og hvis andre pol (11,21) er festet påden andre del, at en vekselstrømgenerator (31) er innrettet til å levere en veksel-strøm til æriekretsen (L^,C^,C^,Rrp,C^ SC^ på fig. 3)s og at en detektorkrets (32,33>3 4) som er koplet med" seriekretsen, er innrettet til å detektere en signaltilstand i seriekretsen som et mål for motstandsverdien i den temperaturfølsomme motstand og dermed som et mål for temperaturen i den første del (3,5) når resonans opptrer i seriekretsen.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at signaltUstanden utgjøres aven resonansspenning er detektoren som en minimumspenning (V . ). mm

3. Anordning ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at resonansspenningen opptrer'momentant i "en slik stilling av den første dels (3,5) bevegelse at kondensatorens ene pol (12,22) befinner.seg hovedsakelig midt foran dens andre pol (11,12).

4. Anordning ifølge patentkrav 1-3, karakterisert ved at generatoren (31) og spolen (L) i resonans-kretsen er innstillbare, slik at resonans opptrer i seriekretsen uavhengig av variasjoner i kondensatorens kapasitet.

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den bevegelige første del (3,5) omfatter en ytterligere bevegelig del (5) på hvilken den temperaturfølsomme motstand er anordnet, idet motstanden er koplet fra den ytterligere del (5) til den første del (3) via en første kondensatorkopling (C^jCjj) og fra den første del (3) til den andre del (1) via en andre kondensatorkopling (0^ ,0-^ ).

6. Anordning ifølge krav 1 og 5, karakterisert ved at den første del utgjør krysshode (3) i et veivhus, at den andre del utgjør ytterdelen av et veivhus, og at den ytterligere del (5) utgjør lagerhylsen i veivhuset.

7. Anordning ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at detektorkretsen omfatter en mini-mumdetektor (32), en dekoder (33) og en temperaturregi-streringsinnretning.

8. Anordning ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at detektorketsen omfatter en brokopling for motstandsmåling.