PL167230B1 - Układ przetwornika do pomiaru przemieszczenia wału względem korpusu maszyny wirnikowej - Google Patents

Abstract

Układ przetwornika do pomiaru przemieszczenia wału względem korpusu maszyny wirnikowej współpracującego z czujnikiem a zawierający generator wysokiej częstotliwości, którego wejście jestpołączonez cewkąindukcyjnączujnika, demodulator amplitudy, wzmacniacz standaryzujący oraz obwód sprzężenia zwrotnego łączący wyjście wzmacniacza standaryzującego z polaryzującym wejściem generatora wysokiej częstotliwości, znamienny tym, że obwód sprzężenia zwrotnego zawiera napięciowy układ progowy (P) i połączony z nim szeregowo układ korekcyjny (K).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ przetwornika do pomiaru przemieszczenia wału względem korpusu maszyny wirnikowej stosowany przy pomiarach przemieszczeń osiowych i promieniowych wału a współpracujący z czujnikiem oraz ze wskaźnikiem analogowym, cyfrowym lub rejestratorem, szczególnie wtedy gdy konieczne jest uwzględnienie usytuowania wydzielonego elementu wału względem czujnika.

Znane są układy wykorzystujące wiroprądową metodę przetwarzania długości szczeliny pomiędzy materiałem przewodzącym prąd elektryczny a czujnikiem stanowiącym źródło fali elektromagnetycznej wysokiej częstotliwości, zamykającej się w przestrzeni w kształcie ściętego stożka, w którym mniejsza podstawa stanowi czoło czujnika, a większa podstawa leży na płaszczyźnie badanego obiektu. Układy te zawierają elektroniczny generator wysokiej częstotliwości, którego elementem obwodu rezonansowego jest cewka indukcyjna czujnika współpracującego z układem, elektroniczny demodulator amplitudy, na wyjściu którego jest wytworzone napięcie odwzorowujące mierzoną długość szczeliny pomiędzy badanym obiektem a czujnikiem oraz wzmacniacz wyjściowy standaryzujący sygnał wyjściowy, którym zasilane są mierniki, wskaźniki, rejestratory i inne urządzenia przetwarzające.

Układ znany z polskiego opisu patentowego nr 160973 zawiera w przetworniku obwód linearyzacji, którego wejście jest podłączone do wyjścia wzmacniacza standaryzującego, a jego wyjście do wejścia polaryzującego generatora tworząc obwód sprzężania zwrotnego. Drugie wejście demodulatora jest połączone z układem termicznej kompensacji pełzania zera. Natomiast drugie wejście obwodu linearyzacji jest połączone z układem termicznej kompensacji zmian czułości.

Wadą znanych układówjest między innymi to, że deklarowane przez producentów zakresy pomiarowe, dla których gwarantują dopuszczalne błędy liniowości charakterystyki przetwarzania, obowiązują przy zastrzeżeniu, że wydzielony element wału, względem którego mierzona jest odległość od czujnika, znajduje się w całym poprzecznym przekroju pola magnetycznego oraz że w przestrzeni tej nie znajdują się obce materiały przewodzące prąd elektryczny.

W wypadku pola magnetycznego w kształcie ściętego stożka, w którym mniejsza podstawa stanowi czoło czujnika, a większa podstawa leży na wydzielonym elemencie wału (przykładowo na pierścieniu) w zależności od usytuowania czujnika dalej lub bliżej wału, zależność napięcia wyjściowego od długości szczeliny ma, po przekroczeniu pewnej krytycznej długości, charakter nieliniowy. Stąd też dla prawidłowej diagnostyki pomiarów przemieszczenia wału względem korpusu maszyny wirnikowej, warunkiem koniecznym w znanych układach jest usytuowanie czujnika w taki sposób, aby wydzielony element wału wypełniał cały poprzeczny przekrój pola magnetycznego w całym zakresie pomiarowym. W układzie wedłUg wynalazku obwód sprzężania zwrotnego zawiera napięciowy układ progowy i połączony z nim szeregowo układ korekcyjny.

Zastosowany, w układzie według wynalazku, obwód sprzężenia zwrotnego, zwiększa lub zmniejsza prąd generatora wtedy gdy długość szczeliny pomiędzy czujnikiem a wydzielonym elementem wału przekroczy wartość krytyczną. Pozwala to na uzyskanie liniowej zależności napięcia od długości szczeliny w całym zakresie, a więc również dla szczelin większych od długości krytycznej, niezależnie od usytuowania czujnika. Zapewnia to, personelowi eksploatującemu układ pomiarowy według wynalazku, prawidłową diagnostykę przemieszczenia wału względem korpusu maszyny wirnikowej.

Wynalazek jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym przedstawiono schemat blokowy układu w powiązaniu z przestrzennie usytuowanym czujnikiem i wałem.

Cewka czujnika C, usytuowanego w odległości d od wydzielonego elementu k wału, jest połączona z pierwszym wejściem generatora G wysokiej częstotliwości stanowiącym wejście układu przetwornika. Wyjście generatora G jest połączone szeregowo z wejściem wzmacniacza W standaryzującego, poprzez demodulator D amplitudy. Na wyjście wzmacniacza W jest włączone wejście napięciowego układu progowego P, którego wyjście jest połączone szeregowo poprzez układ korekcyjny K z wejściem polaryzującym generatora G, tworząc obwód sprzężenia zwrotnego. Napięciowy obwód progowy P stanowi dioda detekcyjna, natomiast układ korekcyjny K stanowią oporniki o odpowiednio dobranych wartościach.

Cewka czujnika C, usytuowanego w odległości 1 od wału, wytwarza pole elektromagnetyczne wysokiej częstotliwości w kształcie ściętego stożka, którego mniejszą podstawę stanowi czoło czujnika C, a większa podstawa leży na płaszczyźnie wydzielonego elementu k wału. Pole to indukuje prądy wirowe w elementach przewodzących prąd elektryczny i znajdujących się w przestrzeni stożka.

Przy poosiowym przemieszczeniu się wału na odległość szczeliny d > d krytycznej, w polu magnetyczny wytworzonym przez czujnik C znajduje się obok części wydzielonego elementu k również część właściwego wału maszyny. Powoduje to przekroczenie nastawionej wartości napięcia wyjściowego, odpowiadającego długości d krytycznej szczeliny i zadziałanie napięciowego układu progowego P, który daje impuls na działanie układu K korekcyjnego w kierunku zwiększenia prądu generatora G, czyli napięcie wyjściowe przetwornika wzrasta.

Jeśli odległość 1 usytuowania czujnika względem wału będzie większa, przy przemieszczeniu się wału w stosunku do osi w dół, na odległość d > d krytycznej, w polu magnetycznym wytworzonym przez czujnik C znajdzie się, obok części wydzielonego elementu k, również część przestrzeni powietrznej. Powoduje to, po przekroczeniu nastawionej wartości układu progowego P odpowiadającej d krytycznej, wyzwolenie impulsu na działanie układu K korekcyjnego w kierunku zmniejszenia prądu generatora G, czyli napięcie wyjściowe przetwornika maleje. Napięciem wyjściowym przetwornika zasila się mierniki, wskaźniki, rejestratory lub inne urządzenia przetwarzające.

167 230

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ przetwornika do pomiaru przemieszczenia wału względem korpusu maszyny wirnikowej współpracującego z czujnikiem a zawierający generator wysokiej częstotliwości, którego wejście jest połączone z cewką indukcyjną czujnika, demodulator amplitudy, wzmacniacz standaryzujący oraz obwód sprzężenia zwrotnego łączący wyjście wzmacniacza standaryzującego z polaryzującym wejściem generatora wysokiej częstotliwości, znamienny tym, że obwód sprzężenia zwrotnego zawiera napięciowy układ progowy (P) i połączony z nim szeregowo układ korekcyjny (K).