PL227358B1 - Urzadzenie do monitorowania temperatury wewnatrz rozdzielnicy niskiego napiecia - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do monitorowania temperatury wewnątrz rozdzielnicy niskiego napięcia znajdujące zastosowanie przy pomiarze temperatury elementów czynnych - szynoprzewodów lub złącz, przez które może płynąć prąd przemienny AC lub stały DC. Urządzenie przeznaczone jest do montowania na szynoprzewodach lub złączach rozdzielnicy i wykorzystywane jest w automatycznych systemach kontrolno-pomiarowych.

STAN TECHNIKI

Znane są urządzenia stosowane do pomiaru temperatury szynoprzewodów oraz złącz wewnątrz rozdzielnic niskiego napięcia, które można przedstawić następująco.

• Urządzenia pomiarowe oparte na czujnikach promieniowania podczerwonego, które pozwalają na zapewnienie izolacji elektrycznej poprzez przerwę powietrzną pomiędzy czujnikiem a szynoprzewodem. Niedogodnością takiego rozwiązania jest fakt, że powierzchnia szynoprzewodu musi zostać przygotowana w specyficzny sposób, np. pokrycie materiałem o wysokim współczynniku emisyjności cieplnej, co jest dużą niedogodnością w przypadku instalowania systemu wykorzystującego tego typu urządzenia w już istniejących instalacjach.

• Urządzenia pomiarowe oparte na czujnikach temperatury zamontowanych bezpośrednio na powierzchni szynoprzewodów oraz wykorzystujące komunikację radiową do przekazywania informacji dotyczących wyników pomiarów. Tego typu urządzenia można podzielić na kilka grup:

o Urządzenia oparte na filtrach powierzchniowych SAW (ang. Surface Accoustic Wave). Niedogodnością tego rozwiązania jest limitowany zakres mierzonych temperatur, typowo do 120°C oraz ograniczona ilość czujników, które mogą być jednocześnie zainstalowane w systemie, wynikająca z zastosowanego rodzaju transmisji bezprzewodowej (modulacja częstotliwości nośnej pod wpływem temperatury) oraz limitowanej szerokości pasma radiowego, w którym pracują te czujniki, o Urządzenia wykorzystujące termopary, termistory lub dedykowany układy scalone do pomiaru temperatury. Niedogodnością tych rozwiązań jest konieczność używania zasilania bateryjnego, które powoduje konieczność wymiany baterii po określonym przedziale czasu, lub zasilania poprzez indukcyjność sprzęgającą, co wyklucza zastosowanie tego rodzaju urządzenia w systemach prądu stałego DC. Kolejną niedogodnością jest limitowany zakres pomiarowy, typowo do 125°C, wynikający z ograniczeń układów elektronicznych pracujących jako przetworniki sygnałów pomiarowych, które muszą znajdować się w bliskiej odległości od czujnika, o Konieczność używania komunikacji radiowej do przekazywania wyników pomiaru powoduje trudności z zastosowaniem tego typu urządzeń w rozdzielnicach z wieloma polami oddzielonymi od siebie metalowymi przegrodami ze względu na tłumienie i odbicia sygnału radiowego.

• Urządzenia wykorzystujące światłowody do pomiaru temperatury zapewniają bardzo szeroki zakres pomiarowy, dużą dokładność oraz izolację elektryczną, jednakże są bardzo kosztowne i znajdują zastosowanie przede wszystkim w projektach badawczych.

• Urządzenia oparte na termometrach bimetalowych, używane obecnie, wykorzystują jedynie funkcjonalność typu załącz/wyłącz, który pozwala tylko na detekcję przekroczenia jednej wybranej wartości temperatury, natomiast nie pozwala na określenie dokładnej wartości temperatury jeśli jest ona poniżej lub powyżej wybranej wartości temperatury przełączania.

Nie jest znane urządzenie do monitorowania temperatury wewnątrz rozdzielnicy niskiego napięcia, oparte na termometrach bimetalowych, które pozwala na ciągłe monitorowanie temperatury i rozwiązujące niedogodności przedstawione powyżej.

ISTOTA WYNALAZKU

Istotą urządzenia do monitorowania temperatury wewnątrz rozdzielnicy niskiego napięcia, zawierającego termometr bimetalowy, zamocowany na szynoprzewodzie rozdzielnicy niskiego napięcia jest to, że termometr bimetalowy ma formę spirali płaskiej lub spirali śrubowej i połączony jest nierozłącznie z jednym końcem nieprzewodzącego przekładnika mechanicznego, wykonanego jako pręt obrotowy. Drugi koniec przekładnika mechanicznego połączony jest z przetwornikiem mechanicznoelektrycznym. Termometr bimetalowy i przekładnik mechaniczny umieszczone są wewnątrz izolacyjnej obudowy, chroniącej termometr i przekładnik przed niepożądanymi czynnikami zewnętrznymi panującymi wewnątrz rozdzielnicy. Przetwornik mechaniczno-elektryczny połączony jest przewodami połączeniowymi, wyprowadzonymi na zewnątrz przetwornika.

PL 227 358 B1

Korzystnie termometr bimetalowy połączony jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym wykonanym w formie elektronicznego rezystywnego elementu pasywnego.

Korzystnie termometr bimetalowy połączony jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym wykonanym w formie elektronicznego pojemnościowego elementu pasywnego.

Korzystnie termometr bimetalowy połączony jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym wykonanym w formie elektronicznego indukcyjnego elementu pasywnego.

Korzystnie termometr bimetalowy połączony jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym wykonanym w formie cewek indukcyjnych sprzężonych magnetycznie.

Korzystnie termometr bimetalowy połączony jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym wykonanym w formie optycznego enkodera obrotowego.

Korzystnie termometr bimetalowy połączony jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym wykonanym w formie magnetycznego enkodera obrotowego.

Korzystnie termometr bimetalowy połączony jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym wykonanym w formie czujnika pola magnetycznego.

Korzystnie termometr bimetalowy połączony jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym wykonanym w formie czujnika położenia kątowego.

Korzystnie termometr bimetalowy połączony jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym wykonanym w formie urządzenia wykorzystującego ruchomą przesłonę świetlną oraz pomiar natężenia oświetlenia przesłony.

Korzystnie termometr bimetalowy połączony jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym wykonanym w formie urządzenia wykorzystującego ruchomą wskazówkę oraz zestaw elementów światłoczułych.

Korzystnie termometr bimetalowy połączony jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym wykonanym w formie urządzenia wykorzystującego ruchomą wskazówkę oraz kamerę optyczną.

ZALETY WYNALAZKU

Zaletą urządzenia według wynalazku jest możliwość wykonywania dokładnych pomiarów bezpośrednio na szynoprzewodach lub złączach w szerokim zakresie temperatur, nawet w zakresie pokrywającym temperaturę do 250°C. Zastosowanie termometru bimetalowego jako czujnika temperatury powoduje że urządzenie jest odporne na silne pole elektromagnetyczne w bliskiej odległości od szynoprzewodu lub złącza przez które przepływa prąd o dużym natężeniu. Ze względu na izolację elektryczną pomiędzy termometrem bimetalowym dotykającym szynoprzewodów a modułem przetwornika mechaniczno-elektrycznego, urządzenia monitorujące temperaturę na szynoprzewodach o różnych potencjałach mogą być połączone za pomocą przewodów z jednym centralnym urządzeniem kontrolnym, umożliwiającym zbieranie informacji z wielu urządzeń pomiarowych. Dzięki zastosowaniu elementu mocującego termometr do szynoprzewodu rozdzielnicy pomiar temperatury może być realizowany na dowolnej metalowej powierzchni bez konieczności jej specjalnego przygotowania poprzez czyszczenie lub pokrywanie środkami chemicznymi lub farbami.

Urządzenie według wynalazku jest przedstawione w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia schemat blokowy urządzenia,

Fig. 2 - urządzenie w pierwszym wykonaniu wynalazku, w którym termometr bimetaliczny wykonany jest w postaci spirali płaskiej,

Fig. 3 - urządzenie w drugim wykonaniu wynalazku, w którym termometr bimetaliczny wykonany jest w postaci spirali śrubowej,

Fig. 4 - fragment urządzenie z fig. 1, wykonanego w pierwszej odmianie, zawierającego przetwornik mechaniczno-elektryczny 6a, wykorzystujący elektroniczny rezystywny element pasywny - potencjometr obrotowy, przedstawiony w przekroju bocznym,

PL 227 358 B1

Fig. 5 - urządzenie z fig. 4 przedstawione w widoku od strony przekładnika mechanicznego,

Fig. 6 - fragment urządzenie z fig. 1, wykonanego w drugiej odmianie, zawierającego przetwornik mechaniczno-elektryczny 6b, wykorzystujący elektroniczny pojemnościowy element pasywny - trymer, przedstawiony w przekroju bocznym,

Fig. 7 - urządzenie z fig. 6 przedstawione w widoku od strony przekładnika mechanicznego,

Fig. 8 - fragment urządzenie z fig. 1, wykonanego w trzeciej odmianie, zawierającego przetwornik mechaniczno-elektryczny 6c, wykorzystujący elektroniczny indukcyjny element pasywny - cewkę regulowaną, przedstawiony w przekroju bocznym,

Fig. 9 - urządzenie z fig. 8 przedstawione w widoku od strony przekładnika mechanicznego,

Fig. 10 - fragment urządzenie z fig. 1, wykonanego w czwartej odmianie, zawierającego przetwornik mechaniczno-elektryczny 6d, wykorzystujący cewki indukcyjne sprzężone magnetycznie, przedstawiony w przekroju bocznym,

Fig. 11 - urządzenie z fig. 10 przedstawione w widoku od strony przekładnika mechanicznego,

Fig. 12 - fragment urządzenie z fig. 1, wykonanego w piątej odmianie, zawierającego przetwornik mechaniczno-elektryczny 6e, wykorzystujący optyczny enkoder obrotowy, przedstawiony w przekroju bocznym,

Fig. 13 - urządzenie z fig. 12 przedstawione w widoku od strony przekładnika mechanicznego,

Fig. 14 - fragment urządzenie z fig. 1, wykonanego w szóstej odmianie, zawierającego przetwornik mechaniczno-elektryczny 6f, wykorzystujący magnetyczny enkoder obrotowy, pokazany w przekroju bocznym,

Fig. 15 - urządzenie z fig. 14 przedstawione w widoku od strony przekładnika mechanicznego,

Fig. 16 - fragment urządzenie z fig. 1, wykonanego w siódmej odmianie, zawierającego przetwornik mechaniczno-elektryczny 6g, wykorzystujący czujnik pola magnetycznego, pokazany w przekroju bocznym,

Fig. 17 - urządzenie z fig. 16 przedstawione w widoku od strony przekładnika mechanicznego,

Fig. 18 - fragment urządzenie z fig. 1, wykonanego w ósmej odmianie, zawierającego przetwornik mechaniczno-elektryczny 6h, wykorzystujący czujnik położenia kątowego, pokazany w przekroju bocznym,

Fig. 19 - urządzenie z fig. 18 przedstawione w widoku od strony przekładnika mechanicznego,

Fig. 20 — fragment urządzenie z fig. 1, wykonanego w dziewiątej odmianie, zawierającego przetwornik mechaniczno-elektryczny 6i, wykorzystujący ruchomą przesłonę świetlną i urządzenia do pomiaru natężenia oświetlenia, pokazany w przekroju bocznym,

Fig. 21 - urządzenie z fig. 20 przedstawione w widoku od strony przekładnika mechanicznego,

Fig. 22 - fragment urządzenie z fig. 1, wykonanego w dziesiątej odmianie, zawierającego przetwornik mechaniczno-elektryczny 6j, wykorzystujący ruchomą wskazówkę i zestaw elementów światłoczułych, pokazany w przekroju bocznym,

Fig. 23 - urządzenie z fig. 22 przedstawione w widoku od strony przekładnika mechanicznego,

Fig. 24 - fragment urządzenie z fig. 1, wykonanego w jedenastej odmianie, zawierającego przetwornik mechaniczno-elektryczny 6k, wykorzystujący ruchomą wskazówkę i kamerę, pokazane w przekroju bocznym,

Fig. 25 - urządzenie z fig. 24 przedstawione w widoku od strony przekładnika mechanicznego.

OPIS WYNALAZKU

Urządzenie do monitorowania temperatury, którego schemat blokowy przedstawiony jest na fig. 1, zamocowane jest na szynoprzewodzie 1 rozdzielnicy niskiego napięcia poprzez element mocujący 2. Urządzenie zawiera termometr bimetalowy 3, połączony z jednym końcem nieprzewodzącego przekładnika mechanicznego 4. Termometr 3 i przekładnik 4 umieszczone są wewnątrz izolacyjnej obudowy 5, chroniącej termometr 3 i przekładnik 4 przed niepożądanymi czynnikami zewnętrznymi panującymi wewnątrz rozdzielnicy. Obudowa 5 jest wykonana w taki sposób, aby umożliwić bezpośrednie przyłożenie termometru bimetalowego 3 do szynoprzewodu 1, przy wykorzystaniu mechanicznego elementu mocującego 2. Do drugiego końca przekładnika 4 oraz obudowy 5 przyłączony jest przetwornik mechaniczno-elektryczny 6. Przetwornik mechaniczno-elektryczny 6 połączony jest przewodami połączeniowymi 7 z automatycznym systemem kontrolno-pomiarowym, nie uwidocznionym na rysunku, który może być zarówno we wnętrzu rozdzielnicy, jak i poza rozdzielnicą. Na skutek zmian temperatury szynoprzewodu 1 następuje mechaniczne odkształcenie termometru bimetalowego 3, które powoduje zmianę położenia nieprzewodzącego przekładnika mechanicznego 4 poprzez jego obrót. Przetwornik mechaniczno-elektryczny 6 rejestruje zmianę położenia nieprzewodzącego przePL 227 358 B1 kładnika mechanicznego 4, która to zmiana jest proporcjonalna do odkształcenia mechanicznego termometru bimetalowego 3. Przetwornik 6 generuje sygnał elektryczny, analogowy lub cyfrowy, który zawiera informacje dotyczące zmierzonej temperatury. Sygnał ten jest dostępny na wyjściu przetwornika 6, na przewodach połączeniowych 7.

W pierwszym wykonaniu wynalazku termometr bimetaliczny 3 wykonany jest jako bimetaliczna spirala płaska 3a, do której dołączony jest jeden koniec obrotowego przekładnika mechanicznego 4.

W drugim wykonaniu wynalazku termometr bimetaliczny 3 wykonany jest jako bimetaliczna spirala śrubowa 3b, do której dołączony jest jeden koniec obrotowego przekładnika mechanicznego 4. Połączenie pomiędzy bimetaliczną spiralą 3a lub 3b a obrotowym przekładnikiem mechanicznym 4, wykonane jest w taki sposób, że wraz ze zmianą temperatury szynoprzewodu 1, powodującą odkształcenie spirali bimetalicznej 3a lub 3b, przekładnik mechaniczny 4 obraca się wokół własnej osi. Kąt obrotu przekładnika mechanicznego 4 jest więc skorelowany z temperaturą działającą na termometr bimetaliczny 3a lub 3b. Kąt obrotu przekładnika mechanicznego 4 może być mierzony na kilka sposobów, wobec czego dla obu wykonań wynalazku rozróżnia się kilka odmian wykonania przetwornika mechaniczno-elektrycznego 6, co jest przedstawione na fig. 4-25.

I tak w pierwszej odmianie wykonania przekładnika mechaniczno- elektrycznego 6a (fig. 4 oraz fig. 5), drugi koniec dielektrycznego obrotowego przekładnika mechanicznego 4, połączony jest bezpośrednio lub przez sprzęgło, które nie jest uwidocznione na rysunku - z regulowanym rezystywnym elementem pasywnym tj. potencjometrem obrotowym 8, wyposażonym w pokrętło 9a i wyprowadzenia 10a i 11a. Pokrętło 9a pozwala na zmianę rezystancji pomiędzy wyprowadzeniami 10a i 11a. Potencjometr 8 połączony jest z układem elektronicznym 12a, który na podstawie zmiany rezystancji, proporcjonalnej do kąta obrotu przekładnika mechanicznego 4, generuje sygnał elektryczny proporcjonalny do zmiany temperatury, jaka działa na termometr bimetalowy 3a lub 3b.

W drugiej odmianie wykonania przekładnika mechaniczno-elektrycznego 6b (fig. 6 oraz fig. 7), drugi koniec dielektrycznego przekładnika mechanicznego 4, połączony jest - bezpośrednio lub przez sprzęgło, które nie jest uwidocznione na rysunku - z regulowanym pojemnościowym elementem pasywnym tj. trymerem 13, wyposażonym w pokrętło 9b i wyprowadzenia 10b i 11b. Pokrętło 9b pozwala na zmianę pojemności pomiędzy wyprowadzeniami 10b i 11b. Trymer 13 połączony jest z układem elektronicznym 12b, który na podstawie zmiany pojemności, proporcjonalnej do kąta obrotu przekładnika mechanicznego 4, generuje sygnał elektryczny proporcjonalny do zmiany temperatury, jaka działa na termometr bimetalowy 3a lub 3b.

W trzeciej odmianie wykonania przekładnika mechaniczno-elektrycznego 6c (fig. 8 oraz fig. 9), drugi koniec dielektrycznego przekładnika mechanicznego 4, połączony jest - bezpośrednio lub przez sprzęgło, które nie jest uwidocznione na rysunku - z regulowanym indukcyjnym elementem pasywnym tj. cewką regulowaną 14 (zwaną również induktorem regulowanym), wyposażoną w pokrętło 9c oraz wyprowadzenia 10c i 11c. Obrót pokrętła 9c pozwala na regulację, tj. na zmianę indukcyjności pomiędzy wyprowadzeniami 10c i 11c. Cewka 14 połączona jest z układem elektronicznym 12c, który na podstawie zmiany indukcyjności, proporcjonalnej do kąta obrotu przekładnika mechanicznego 4, generuje sygnał elektryczny proporcjonalny do zmiany temperatury, jaka działa na termometr bimetalowy 3a lub 3b.

W czwartej odmianie wykonania przekładnika mechaniczno-elektrycznego 6d (fig. 10 oraz fig. 11), drugi koniec dielektrycznego przekładnika mechanicznego 4, połączony jest - bezpośrednio lub przez sprzęgło, które nie jest uwidocznione na rysunku - z obrotowym prętem 15, do którego przymocowana jest co najmniej jedna cewka indukcyjna 16 sprzężona magnetycznie z co najmniej jedną nieruchomą cewką indukcyjną 17. Na skutek obrotu pręta 15 oraz cewki indukcyjnej 16 przymocowanej do pręta 15, następuje zmiana współczynnika indukcyjności wzajemnej pomiędzy cewkami indukcyjnymi ruchomą 16 i nieruchomą 17, a tym samym zmiana indukcyjności mierzonej pomiędzy wyprowadzeniami 10d i 11d nieruchomej cewki indukcyjnej 17. Nieruchoma cewka indukcyjna 17 połączona jest z układem elektronicznym 12d, który na podstawie zmiany mierzonej indukcyjności, proporcjonalnej do kąta obrotu przekładnika mechanicznego 4, generuje sygnał elektryczny proporcjonalny do zmiany temperatury, jaka działa na termometr bimetalowy 3a lub 3b.

W piątej odmianie wykonania przekładnika mechaniczno-elektrycznego 6e (fig. 12 oraz fig. 13), drugi koniec dielektrycznego przekładnika mechanicznego 4, połączony jest - bezpośrednio lub przez sprzęgło, które nie jest uwidocznione na rysunku - z optycznym enkoderem obrotowym 18, wyposażonym w pokrętło 9e, który umożliwia odczyt kąta obrotu pokrętła na złączu 19a. Optyczny enkoder obrotowy 18 połączony jest z układem elektronicznym 12e, który na podstawie sygnału

PL 227 358 B1 elektrycznego zmierzonego na złączu 19a, proporcjonalnego do kąta obrotu przekładnika mechanicznego 4, generuje sygnał elektryczny proporcjonalny do zmiany temperatury, jaka działa na termometr bimetalowy 3a lub 3b.

W szóstej odmianie wykonania przekładnika mechaniczno-elektrycznego 6f (fig.14 oraz fig. 15), drugi koniec dielektrycznego przekładnika mechanicznego 4, połączony jest - bezpośrednio lub przez sprzęgło, które nie jest uwzględnione na rysunku - z magnetycznym enkoderem obrotowym 20, wyposażonym w pokrętło 9f, który umożliwia odczyt kąta obrotu pokrętła na złączu 19b. Magnetyczny enkoder obrotowy 20 połączony jest z układem elektronicznym 12f, który na podstawie sygnału elektrycznego zmierzonego na złączu 19b, proporcjonalnego do kąta obrotu przekładnika mechanicznego 4, generuje sygnał elektryczny proporcjonalny do zmiany temperatury, jaka działa na termometr bimetalowy 3a lub 3b.

W siódmej odmianie wykonania przekładnika mechaniczno-elektrycznego 6g (fig. 16 oraz fig. 17), drugi koniec dielektrycznego przekładnika mechanicznego 4, połączony jest - bezpośrednio lub przez sprzęgło, które nie jest uwidocznione na rysunku - z obrotowym prętem 15, do którego przymocowany jest magnes trwały 21, znajdujący się w pobliżu czujnika pola magnetycznego 22. W szczególnym przypadku jako czujnik pola magnetycznego 22 może zostać wykorzystany czujnik wykorzystujący efekt Halla. Na skutek obrotu pręta 15 oraz magnesu 21 przymocowanego do pręta 15, zmienia się pole magnetyczne mierzone przez czujnik 22. Czujnik pola magnetycznego 22 połączony jest z układem elektronicznym 12g, który na podstawie sygnału elektrycznego zmierzonego na złączu 19c, proporcjonalnego do kąta obrotu przekładnika mechanicznego 4, generuje sygnał elektryczny proporcjonalny do zmiany temperatury, jaka działa na termometr bimetalowy 3a lub 3b.

W ósmej odmianie wykonania przekładnika mechaniczno-elektrycznego 6h (fig. 18 oraz fig. 19), drugi koniec dielektrycznego przekładnika mechanicznego 4, połączony jest - bezpośrednio lub przez sprzęgło, które nie jest uwidocznione na rysunku - z obrotowym prętem 15, do którego przymocowana jest część ruchoma 23a dedykowanego czujnika położenia kątowego 23. W szczególnym przypadku jako czujnik położenia kątowego 23 może zostać wykorzystany transformator położenia kątowego (ang. resolver) lub selsyn (ang. synchro). Na skutek obrotu pręta 15 oraz części ruchomej czujnika położenia kątowego 23a, przymocowanej do pręta 15, zmienia się przesunięcie kątowe pomiędzy częścią ruchomą 23a a częścią nieruchomą 23b czujnika położenia kątowego 23. Część nieruchoma czujnika położenia kątowego 23b połączona jest z układem elektronicznym 12h poprzez złącze 19d. Układ elektroniczny 12h na podstawie sygnału elektrycznego zmierzonego na złączu 19d, proporcjonalnego do kąta obrotu przekładnika mechanicznego 4, generuje sygnał elektryczny proporcjonalny do zmiany temperatury, jaka działa na termometr bimetalowy 3a lub 3b.

W dziewiątej odmianie wykonania przekładnika mechaniczno-elektrycznego 6i (fig. 20 oraz fig. 21), drugi koniec dielektrycznego przekładnika mechanicznego 4, połączony jest - bezpośrednio lub przez sprzęgło, które nie jest uwidocznione na rysunku - z obrotowym prętem 15, do którego przymocowana jest ruchoma przysłona świetlna 24, współpracująca z nieruchomym ekranem 25, w którym znajduje się otwór 26. Po przeciwnych stronach nieruchomego ekranu 25 znajdują się źródło światła 27 oraz czujnik mierzący natężenie oświetlenia 28. Na skutek obrotu pręta 15 oraz dołączonej do niego ruchomej przysłony świetlnej 24, następuje zmiana przysłonięcia otworu 26 a tym samym zmiana natężenia oświetlenia mierzona przez czujnik 28. Czujnik natężenia oświetlenia 28 jest połączony z układem elektronicznym 12i, który na podstawie sygnału elektrycznego zmierzonego na złączu 19e, proporcjonalnego do kąta obrotu pręta 15 i połączonego z nim przekładnika mechanicznego 4, generuje sygnał elektryczny proporcjonalny do zmiany temperatury, jaka działa na termometr bimetalowy 3a lub 3b.

W dziesiątej odmianie wykonania przekładnika mechaniczno-elektrycznego 6j (fig. 22 oraz fig. 23), drugi koniec dielektrycznego przekładnika mechanicznego 4, połączony jest - bezpośrednio lub przez sprzęgło, które nie jest uwidocznione na rysunku - z obrotowym prętem 15, do którego przymocowana jest wskazówka 29. Po przeciwległych stronach wskazówki, patrząc wzdłuż obrotowego pręta 15, znajdują się źródło światła 27 oraz zestaw elementów światłoczułych 30, którymi w szczególnych przypadkach mogą być fotodiody, fototranzystory, matryce CCD (ang. Charge Coupled Devices) lub liniowe sensory CCD. Na skutek obrotu pręta 15 wskazówka 29 zmienia swoje położenie przysłaniając niektóre elementy światłoczułe wchodzące w skład zestawu 30, położone w różnych miejscach. Zestaw detektorów światłoczułych 30 połączony jest z układem elektronicznym 12j, który na podstawie sygnału elektrycznego zmierzonego na złączu 19f, proporcjonalnego do kąta obrotu

PL 227 358 B1 pręta 15 i połączonego z nim przekładnika mechanicznego 4, generuje sygnał elektryczny proporcjonalny do zmiany temperatury, jaka działa na termometr bimetalowy 3a lub 3b.

W jedenastej odmianie wykonania przekładnika mechaniczno-elektrycznego 6k (fig. 24 oraz fig. 25), drugi koniec dielektrycznego przekładnika mechanicznego 4, połączony jest - bezpośrednio lub przez sprzęgło, które nie jest uwidocznione na rysunku - z obrotowym prętem 15, do którego przymocowana jest ruchoma wskazówka 29. Po przeciwległych stronach wskazówki, patrząc wzdłuż obrotowego pręta 15, znajduje się nieruchomy ekran 25 oraz kamera 31. Na skutek obrotu pręta 15 wskazówka 29 zmienia swoje położenie względem ekranu 25, co jest rejestrowane przy pomocy kamery 31. Kamera 31 połączona przez złącze 19g z układem elektronicznym 12k, który na podstawie sygnału z kamery 31, skorelowanego z kątem obrotu wskazówki 29 przymocowanej do pręta 15 i połączonego z nim przekładnika mechanicznego 4, generuje sygnał elektryczny proporcjonalny do zmiany temperatury, jaka działa na termometr bimetalowy 3a lub 3b.

Claims (12)

1. Urządzenie do monitorowania temperatury wewnątrz rozdzielnicy niskiego napięcia, zawierające termometr bimetalowy, zamocowany na szynoprzewodzie rozdzielnicy niskiego napięcia, znamienne tym, że termometr bimetalowy (3) ma formę spirali płaskiej (3a) lub spirali śrubowej (3b) i połączony jest nierozłącznie z jednym końcem nieprzewodzącego przekładnika mechanicznego (4) wykonanego jako pręt obrotowy, którego drugi koniec połączony jest z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym (6), przy czym termometr bimetalowy (3) i przekładnik (4) umieszczone są wewnątrz izolacyjnej obudowy (5), chroniącej termometr (3) i przekładnik (4) przed niepożądanymi czynnikami zewnętrznymi panującymi wewnątrz rozdzielnicy, a przetwornik mechaniczno-elektryczny (6) połączony jest przewodami połączeniowymi (7), wyprowadzonymi na zewnątrz przetwornika (6).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że spirala płaska (3a) lub spirala śrubowa (3b) połączona jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego (4) z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym (6) wykonanym w formie elektronicznego rezystywnego elementu pasywnego (6a).

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że spirala płaska (3a) lub spirala śrubowa (3b) połączona jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego (4) z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym (6) wykonanym w formie elektronicznego pojemnościowego elementu pasywnego (6b).

4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że spirala płaska (3a) lub spirala śrubowa (3b) połączona jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego (4) z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym (6) wykonanym w formie elektronicznego indukcyjnego elementu pasywnego (6c).

5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że spirala płaska (3a) lub spirala śrubowa (3b) połączona jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego (4) z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym (6) wykonanym w formie cewek indukcyjnych sprzężonych magnetycznie (6d).

6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że spirala płaska (3a) lub spirala śrubowa (3b) połączona jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego (4) z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym (6) wykonanym w formie optycznego enkodera obrotowego (6e).

7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że spirala płaska (3a) lub spirala śrubowa (3b) połączona jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego (4) z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym (6) wykonanym w formie magnetycznego enkodera obrotowego (6f).

8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że spirala płaska (3a) lub spirala śrubowa (3b) połączona jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego (4) z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym (6) wykonanym w formie czujnika pola magnetycznego (6g).

9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że spirala płaska (3a) lub spirala śrubowa (3b) połączona jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego (4) z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym (6) wykonanym w formie czujnika położenia kątowego (6h).

PL 227 358 B1

10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że spirala płaska (3a) lub spirala śrubowa (3b) połączona jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego (4) z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym (6) wykonanym w formie urządzenia (6i) wykorzystującego ruchomą przesłonę świetlną (24) oraz pomiar natężenia oświetlenia przesłony.

11. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że spirala płaska (3a) lub spirala śrubowa (3b) połączona jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego (4) z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym (6) wykonanym w formie urządzenia (6j) wykorzystującego ruchomą wskazówkę (29) oraz zestaw elementów światłoczułych.

12. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że spirala płaska (3a) lub spirala śrubowa (3b) połączona jest poprzez pręt obrotowy przekładnika mechanicznego (4) z przetwornikiem mechaniczno-elektrycznym (6) wykonanym w formie urządzenia (6k) wykorzystującego ruchomą wskazówkę (29) oraz kamerę optyczną (31).