NO792375L - Anordning til aa frembringe et elektrisk signal i avhengighet av et mekanisk organs innstilte stilling - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning til å frembringe et elektrisk signal i avhengighet av et mekanisk organs innstilte stilling.

Det er kjent at det på flere forskjellige anvendelsesområder foreligger et behov for å kunne frembringe et elektrisk signal for å styre forskjellige organer, og der den frembrakte elektrisitet bør være direkte relatert til eller avhengig av det mekaniske organs innstilte stilling og/eller forskyvning. På mange av de tekniske anvendelsesområder hvor disse anordninger kommer til anvendelse har det vist seg at den kraft som er til-gjengelig, og som virker på det mekaniske organ, for å få dette til å endre sin innstilte stilling er meget liten, og det er altså helt utelukket å få denne kraft til direkte å påvirke en elektrisk kontakt. På spesielt ømfintlige anvendelsesområder er det dessuten slik at foruten den ubetydelige kraft er også den tilgjengelige bevegelse hos organet meget begrenset.

For å kunne mestre de problemer som oppstår på ovennevnte anvendelsesområder har det vært naturlig å søke løsningen blant berøringsfrie omkoplingsorganer, således magnetisk styrte omkoplere, fotoceller og liknende.

Det er således i og for seg tidligere kjente anordninger som kan gi en berøringsfri indikasjon på et mekanisk organs innstilte stilling og da kan i visse tilfeller en liten kraft være tilstrekkelig. Men de kjente anordninger av dette slag har vært utformet slik at det mekaniske organs bevegelse må være betyde-lig innen noen omkopling skjer for å frembringe det elektriske signal. Videre kreves også for visse berøringsfrie omkoplere betydelige krefter som må virke på det mekaniske organ.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å gi anvisning om en anordning av slik beskaffenhet at den kan frembringe et elektrisk signal avhengig av et mekanisk organs innstilte stil ling og/eller forskyvning, og der den kraft som virker på det organiske organ for å forskyve dette er meget liten. Ikke desto mindre skal en meget liten forskyvning eller endring av leiet for det mekaniske organ frembringe en kraftig endring i det elektriske signal.

Et anvendelsesområde for en anordning ifølge foreliggende oppfinnelse, og som oppviser ovennevnte trekk og der særlig høye krav stilles til anordningens funksjonsdyktighet er en regulerings-innretning som muliggjør regulering av undertrykk i en fyr, fortrinnsvis oljefyr.

Ved sådan anvendelse har det vist seg at reguleringsutstyret må kunne regulere undertrykket i fyren innen området 0-1,5 mm vannsøyle, fortrinnsvis omkring 1 mm vannsøyle, og med en nøyaktighet i størrelsesorden 1% eller mindre.

Ved et sådant reguleringsutstyr har det vist seg at den kraft som skal påvirke det mekaniske organs innstilte stilling og som varierer samsvarende med undertrykksvariasjonen er meget liten og føleorganet må være meget følsomt. Samtidig bør iakt-

tas at det elektriske signal må kunne drive et reguleringsutstyr, og kunne forskyve et spjeld opp og ned for i samsvar med det mekaniske organs innstilte stilling å kunne endre undertrykket i fyren innen godkjente grenser til en innstilt verdi.

Det som i første rekke kan ansees kjennetegnende for en anordning ifølge foreliggende oppfinnelse er angitt i det etter-følgende patentkravs 1 karakteristikk.

En utførelsesform som oppviser signifikante kjennetegn

for den foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet nærmere i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori:

Fig. 1 viser i snitt en anordning ifølge oppfinnelsen der

et elektrisk signal frembringes i samsvar med et mekanisk organs innstilte stilling og/eller forskyvning.

Fig. 2 viser sterkt forenklet et reguleringsutstyr i

hvilket inngår anordningen ifølge fig. 1.

Fig. 3 viser et elektrisk koplingsarrangement anvendbart

i reguleringsutstyret i fig. 2.

Fig. 1 viser således en anordning for å frembringe et elektrisk signal på en ledning 1 i samsvar med et mekanisk organs 2 innstilte stilling og/eller forskyvning.

Det mekaniske organ 2 utgjøres av et langstrakt bånd 3, hvis ene ende 3a er festet i en holder 4 og hvis annen ende 3b er fritt bevegelig i en spalte 5a utformet i en annen holder 5. Enden rager et stykke inn i spalten 5a. Utover størstedelen av båndets midtdel finnes to parallelt orienterte kanter 3c som stiver av båndet. Disse kanter 3c kan være V-formete. Båndet 3 er ved sin midtdel

3d dels via en første lenke 6 festet til en plan spent fjær 7 i retning fra båndet 3 og dels via en annen lenke 8 festet til en mekanisme i form av en membran 9, idet sistnevnte påvirker den ubetydelige kraften til organet 2. Den første lenken 6 og den andre lenken 8 utgjøres av en smal kjede og passerer gjennom midtdelen 3d, men er festet til midtdelen 3d via i og for seg kjente festeanordninger. Fjæren 7 er ved sin ene ende 7a festet i en i holderen 4 utformet spalte 4a, og er tildelt sin fjærkraft ved en bro som strekker seg mellom holderen 4 og holderen 5. Broens del 10a er ført inn i spalten 4a og lagt i nevnte spalte sammen med fjærens ene ende 7a. Spalten 4a har et øvre veggparti parallelt til båndet 3 eller en byggeplate 4b og et nedre veggparti som er skrått formet således at spalten er avsmalnende mot fjærens midte på figuren. Det smaleste parti har en størrelse som muliggjør oppfanging av trykk fra fjæren 7a og brodelen 10a. Ved hjelp av en skrue 11, som rager gjennom brodelen 10b, kan denne del løfte seg fra holderen 5, således at delen 7a kommer til å bli presset nedover i holderen 4 og spalten 4a før fjæren, noe som innebærer at fjæren 7 får en tendens til å forskyve lenkene 6 og 8 fra membranen 9 og derigjennom å innjustere båndet 3 i sin mellomstilling i spalten 5a.

Det mekaniske organ 2 bærer en optisk fiber 12 som strekker seg langs båndet 3, og båndets ene ende 12a er opplyst av en lysdiode 13, mens båndets andre ende 12b avsluttes ved delen 3b, som er plassert i spalten 5a. Lysdioden mates av en ledning 13a. Den optiske fibers ende 12b er i samsvar med innstilt stilling for

organet 2 forutsatt å virke sammen med én av flere, fortrinnsvis

to, fototransistorer henholdsvis 14 og 15. Disse fototransistorer er via en ledning 14a og en ledning 15a koplet til en forsterker 16, som på ledningen 1 frembringer det elektriske signal som

tilsvarer innstilt stilling for organet 2.

Den optiske fibers 12 ene endeflate er således belyst via lysdioden 13 og den andre endeflate 12b virker sammen med enten en annen optisk fiber 17 eller en tredje optisk fiber 18. Den andre optiske fiber 17 er koplet til den første fototransistor 14, mens den tredje optiske fiber er koplet til den andre fototransistor 15. Den første og den andre fototransistor er koplet

til en driftsforsterker 16.

Den optiske fibers 12 andre endeflate 12b er innrettet til å, etter det mekaniske organs 2 bevegelse, å passere til endeflatene 17a og 18a, men ikke forbi disse eller å være i stilling mellom endeflatene for den andre og tredje optiske fiber 17 og 18. Disse endeflater ligger i spalten 5a. Derved foregår det lysoverføring i større eller mindre omfang til enten både den andre og tredje optiske fiber, eller bare til den ene av dem, og dette skjer i samsvar med stillingen for organ 2 og dets andre ende 3b. Den første og andre fototransistor er koplet i serie med hverandre, hvorigjennom det oppnås kompensering for innkommende forstyrrende lys ved siden av kompensering av tem-peraturvariasjoners innvirkning på fototransistorene, hvis midtpunkt er koplet til forsterkeren 16.

Etter som driftsforsterkeren er meget ømfintlig for sig-nalene på ledningene 14a og 15a har det vist seg praktisk nød-vendig å foreta kraftig negativ tilbakekopling av denne, slik at det elektriske signal på ledningen 1 derigjennom dempes i forhold til det signal som ellers ville passere ut på ledningen 1 i samsvar med den innstilte stilling eller forskyvningen for organ 2.

Oppfinnelsen vedrører også et reguleringsutstyr som anvender anordningen ifølge fig. 1 og 2. Dette reguleringsutstyr er spesielt bestemt for å kunne regulere undertrykk i en fyr, fortrinnsvis en oljefyr. Ved en slik anvendelse skal organet 9

ved hjelp av sin ledning 20 være koplet til utstyr for regis-trering av undertrykket i fyren 21, i form av en slange. Den i fig. 1 viste anordning har i fig. 2 fått henvisningsbetegnelsen 22. Signalet overføres til en elektronisk krets 23, som i sin

tur driver en motor 24, enten i ene eller annen retning, avhengig av om et spjeld 25 skal stenge røkluftkanalen 26 eller åpne denne. Spjeldet 25 samvirker med en line 27 som via en trinse 28 og ytterligere en trinse 29 samt en motvekt 30 kan forskyves opp og ned i kanalen. Motoren 24 kan antas å virke sammen med trinsen 28. Med 31 vises et oljefyringsaggregat for fyren.

Ved start av oljefyringsaggregatet 31 skal spjeldet 25 være i helt åpen stilling, og skal deretter stenges suksessivt til innregulert undertrykk oppnås. Den elektroniske krets 23 styrer den elektroniske motor 24 slik at dens retning og turtall blir regulerbart via triac-koplinger.

Det elektriske koplingsskjerna for reguleringsutstyret i fig.

2 er vist i fig. 3. Den for oppfinnelsen signifikante anordning har også i fig. 3 fått henvisningsbetegnelsen 22, og motoren er gitt henvisningsbetgnelsen 24, mens det øvrige koplings-skjema angår den elektroniske krets. I fig. 3 vises således

de ledninger og komponenter som inngår i den elektroniske anordning som omfatter driftsforsterkeren 16. Forsterkeren 16 kan være av sådan beskaffenhet som inngår under betegnelsen 741. Signalet fra driftsforsterkeren opptrer dels på en ledning 34, dels på

en ledning 35 (henvisningsbetegnelsen 1 i fig. 1). Signaler på ledningen 34 styrer via en transistor 36 en triac 37, for derved å påvirke motoren 24-. Signalet på ledningen 35 styrer, via en transistor 38, og en transistor 38a og en triac 39, for derved å påvirke motoren i den annen retning.

Når forutbestemt temperatur oppnås, bryter termostaten T.. Derved stenges spjeldet 25 helt, idet nettspenningen til tran-sistoren T brytes, slik at triacen Tr blir ledende og driver motoren til spjeldet stenges helt.

Bryteren A, som har en bryte- og en sluttefunksjon, på-virkes manuelt, f.eks. ved feiing, og gjør at spjeldet åpnes og at strømmen til anordningen for øvrig brytes.

Ellers viser fig. 3 de nødvendige motstander og kondensa-.torer, samt halvledende element for å få den elektroniske krets 23 til å arbeide på ønsket måte. Etter som disse koplinger ikke utgjør noen del av foreliggende oppfinnelse og er kjente for fagfolk på dette område vil disse deler ikke bli beskrevet nærmere.

Avslutningsvis bør noteres at driftsspenningen er den samme for både fototransistorene og for driftsforsterkeren.

De to fototransistorer 14 og 15 er seriekoplet i forhold til driftsspenningen.

Claims (13)

1. Anordning til å frembringe et elektrisk signal i avhengighet av et mekanisk organs innstilte stilling, karakterisert ved at det mekaniske organ bærer en optisk fiber, og at den optiske fiber i avhengighet av den innstilte stilling er innrettet til å virke sammen med én eller flere, fortrinnsvis to, fototransistorer som er koplet til en forsterker som frembringer det til den innstilte stilling til-svarende utgangssignal.

2. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at den optiske fibers ene endeflate er belyst med en lysdiode og dens annen endeflate samvirker, fortrinnsvis ved forskyvning, enten med en annen optisk fiber eller med en tredje optisk fiber, hvorved den andre optiske fiber er sammen-koplet med en første fototransistor, og den tredje optiske fiber er koplet til en annen fototransistor.

3. Anordning i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at den første og den andre fototransistor er seriekoplet med hverandre, og med sitt midtpunkt er koplet til en inngang på en driftsforsterker, hvorved det oppnås kompensering for forstyrrende lys og temperaturvariasjoner.

4. Anordning i samsvar med krav 2, karakterisert ved at den optiske fibers annen endeflate kan, overensstemmende med det mekaniske organs bevegelse, tillates å bevege seg til respektive endeflater for den andre og tredje optiske fiber og derved bevirker en lysoverføring til den andre og tredje fiber, avhengig av organets stilling.

5. Anordning i samsvar med krav 3, karakterisert ved at driftsforsterkeren er kraftig negativt tilbakekoplet.

6. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det mekaniske organ utgjøres av et langstrakt bånd, festet ved sin midte dels via en første lenke til en i avstand fra båndet anordnet fjær, og dels via en andre lenke til en membran. c

7. Anordning i samsvar med krav 6, karakterisert ved at den første lenke og den andre lenke utgjøres av en kjede.

8. Anordning i samsvar med krav 6, karakterisert ved at fjæren er festet i sin ene ende, og tildelt sin fjærkraft via en bro.

9. Anordning i samsvar med krav 8, karakterisert ved at broen er vippbart festet ved fjærens ene ende.

10. Anordning i samsvar med et av de foregående krav, inngående i et reguleringsutstyr for å regulere trekk i en fyr, fortrinnsvis oljefyr, karakterisert ved at det til membranen er koplet en innretning som registrerer undertrykk i fyren, og at forsterkeren styrer reguleringskretsen som påvirker et spjeld som regulerer undertrykket til en på forhånd innstilt verdi.

11. Anordning i samsvar med krav 10, karakterisert ved at ved start av oljefyringsaggregatet er spjeldet helt åpent og stenges suksessivt til innregulert undertrykk oppnås.

12. Anordning:i samsvar med krav 10, karakterisert ved at en elektrisk motor, styrer spjeldets stilling, og at motorens turtall og retning reguleres ved triac-koplinger i forsterkeren.

13. Anordning i samsvar med krav 10, karakterisert ved at ved stopp av oljefyringsaggregatet stenges spjeldet helt.