Pierwszenstwo: Opublikowano: 24. VIII. 1966 51679 KI. 42 o, 13/10 MKP G 01 p UKD Wspóltwórcy wynalazku: dr inz. Andrzej Zelenski, mgr inz. Lech Piat¬ kowski, Kazimierz Chlipp Wlasciciel patentu: Zaklady Pomiarowo-Badawcze Energetyki „Energo- pomiar" Przedsiebiorstwo Panstwowe, Gliwice (Pol¬ ska) Przyrzad do pomiaru predkosci obrotowej Przedmiotem wynalazku jest przyrzad do pomia¬ ru predkosci obrotowej, szczególnie dostosowany do badania przebiegu w stanach nieustalonych oparty na zastosowaniu izotopu promieniotwórczego.Znane przyrzady mechaniczne do mierzenia pred¬ kosci obrotowej, zwane tachometrami, sa malo dokladne. Dokladne przyrzady stroboskopowe z na¬ tury rzeczy nadaja sie jedynie do pomiaru pred¬ kosci obrotowej ustalonej. Ponadto znane sa przy¬ rzady oparte na pomiarze ilosci impulsów swietl¬ nych w jednostce czasu lub ilosci impulsów magnetycznych. Sluza one w zasadzie do mierzenia predkosci ustalonej. Jakkolwiek istnieje teoretyczna mozliwosc oparcia na tej zasadzie budowy przy¬ rzadów do pomiaru predkosci w stanie nieustalo¬ nym, przyrzady takie nie sa znane. Jednakze przyrzady optyczne zawodza w przypadku pomia¬ rów dokonywanych w otoczeniu silnie zapylonym, a pomiary magnetyczne wymagaja mozliwie jak¬ najwiekszego zblizenia czujnika do obracajacych sie magnesów, co przy drganiach walu, którego predkosc podlega pomiarowi, sprawia trudnosci.Jedynym praktycznie stosowanym przyrzadem do pomiaru predkosci obrotowych w stanach nieusta¬ lonych jest tak zwana tachopradnica.Pomiary tego przyrzadu obarczone sa licznymi ble¬ dami wynikajacymi z poslizgu sprzezenia z bada- njpn mechanizmem oraz z nakladania sie na prze¬ bieg mierzony cech wlasciwych danej pradnicy. 10 15 25 2 Poza tym tachopradnice nie maja okreslonej klasy dokladnosci.Znane jest urzadzenie zawierajace na skrzydel¬ kach obracanych przeplywem cieczy zródlo pro¬ mieniotwórcze, z którego promieniowanie pada na czujnik i jest stale rejestrowane. W tego rodzaju urzadzeniu srednia predkosc zliczen jest stala i nie¬ zalezna od predkosci obrotowej. Natomiast chwilo¬ we czestosci zliczen zaleza od odleglosci zródla promieniowania od licznika co jest wykorzystane 'do pomiaru predkosci obrotowej. Przyrzad ten nie moze sluzyc do mierzenia stanów nieustalonych ani do mierzenia zbyt duzych predkosci obrotowych.Przyrzad wedlug wynalazku nie wykazuje wad ani bledów pomiarowych przyrzadów znanych.Zawiera on, jako istotny element, obracajacy sie uklad zródel promieniowania, które stanowia alu¬ miniowe naczynka bardzo malych wymiarów, za¬ wierajace izotop promieniotwórczy Uklad ten moze byc umieszczony na krazku zakladanym na czolo walu lub moze stanowic elastyczny lancuch, zlozo¬ ny z naczyniek z izotopami polaczonych ze soba sprezynami, opasujacy wal w dowolnym miejscu.Do odbioru prolmieniowania sluza liczniki Geigera- Mullera, z tym ze najkorzystniejszy okazal sie uklad nieparzystej ilosci zródel promieniowania z dwoma licznikami ustawionymi po obu stronach obracajacego sie ukladu w tej samej plaszczyznie wzdluz jednej srednicy. Naczynka sa ekranowane, aby wydzielaly jedynie waska wiazke promieni, 5167951679 skierowana promieniowo odsrodkowo, zas liczniki zwrócone sa dosrodkowo, przy czym odleglosc licz¬ ników od osi obrotu moze byc w pewnym zakresie zmieniana. Uklad naczymiek z izotopem osloniety jest szklem organicznym w celu ochrony otoczenia przed promieniowaniem, a liczniki umieszczone sa w oslonach olowianych, aby nie rejestrowaly promieniowania kosmicznego.Nalezy tu nadmienic, ze napromieniowanie licz¬ nika przez przechodzace przed nim na skutek obro¬ tów naczynka z izotopem, nie zalezy od predkosci obrotowej, gdyz iloczyn czasu poszczególnego na- proniieniawania przez czestotliwosc przejsc mozna przyjac za wielkosc stala, a od tego iloczynu zalezy wartosc napromieniowania.Aby uzyskac zaleznosc liczby zliczen od predkosci obrotowej zastosowano wedlug wynalazku dwa licz¬ niki sprzezone z przerzutnikiem elektronowym w ukladzie majacym wlasciwosc wygaszania liczni¬ ków na przemian z chwila kiedy dany licznik dal impuls i utrzymywania kazdego z nich kolejno tak dlugo w stanie wygaszonym dopokad impuls dru¬ giego licznika nie spowoduje wznowienia jego pra¬ cy. Dzieki zastosowaniu ukladu wygaszajacego licz¬ niki na przemian, kazde przejscie zródla promie¬ niowania przed jednym z liczników wywoluje pojedynczy impuls. Poniewaz ilosc przejsc jest pro¬ porcjonalna do predkosci obrotów-ej, powstaje za¬ leznosc proporcjonalna miedzy predkoscia obrotowa, a iloscia impulsów.Impulsy z liczników odpowiednio wzmocnione, przechodzac przez opisany przerzutowy uklad wy¬ gaszajacy, przetwarzane sa na napiecie prostokatne o czestotliwosci odpowiadajacej czestotliwosci im¬ pulsów. Po dalszej transformacji tego napiecia w ukladach elektronicznych, uzyskuje sie napiecie stale, proporcjonalne do predkosci obrotowej, które wprowadza sie do oscylografu petlicowego. Szcze¬ gólnie korzystne jest prowadzenie równolegle impul¬ sów dwoma kanalami i przetwarzanie ich w ana¬ logicznych ukladach elektronicznych w celu otrzy¬ mania na oscylografie dwóch krzywych, przy róznej stalej czasowej, gdyz to pozwala na przejscie obli¬ czeniowe do przebiegu o stalej czasowej równej zero.Przyrzad wedlug wynalazku opisany jest ponizej w oparciu o rysunek schematyczny, na którym fig. 1 jest znacznie uproszczonym schematem blo¬ kowym, a fig. 2 schematem przedstawiajacym po¬ wiazanie liczników z ukladem przerzutowym.Na wale 1, którego predkosc obrotowa ma byc mierzona, znajduje sie szereg naczyniek 2 z izoto¬ pem. Po obu stronach umieszczone sa liczniki 3 Geigera-MuUera w obudowach 4, a uklad obrotowy naczyn 2 osloniety jest od strony eksperymentatora zaslona 5 ze szkla organicznego. Impulsy z liczni¬ ków 3 wzmocnione we wzmacniaczach 6 kierowane sa do ukladu 7 przerzutowego i wygaszajacego, w którym zarazem nastepuje formowanie napiecia prostokatnego. Z tego ukladu dwoma kanalami napiecie to prowadzone jest przez dalsze uklady elektroniczne: uklad 8, w którym impulsy podle¬ gaja dalszemu wzmocnieniu, uklad 9, w którym 5 zostaja one przetworzone na napiecie stale propor¬ cjonalne do czestotliwosci, skad napiecie to poda¬ wane jest do dwóch petli oscylografu petlicowego nie uwidocznionego na schemacie. Wspomniane wzmacnianie nie powoduje bledu pomiarowego, io gdyz wyniki zaleza tylko od czestotliwosci.Licznik 11 zasilany jest szeregowo z lampa 12 przerzutnika, a licznik 13 z lampa 14. Impulsy z liczników sa polaczone odwrotnie, tj. impuls 15 z licznika 11 jest doprowadzony na siatke lampy 14 po wzmocnieniu w wzmacniaczu 15, a impuls z licznika 13 jest doprowadzony na siatke lampy 12 po wzmocnieniu we wzmacniaczu 15. Parametry ukladu sa tak dobrane, ze gdy którakolwiek z lamp 20 ukladu przerzutowego jest przewodzaca, polaczony z nim licznik ma dostateczne napiecie do dzialania.Z chwila, gdy lampa ta zostanie zablokowana, licznik zostaje wygaszony. Zgodnie z zasada dzia¬ lania ukladu przerzutowego, zawsze jedna z lamp w jest przewodzaca, a druga zablokowana, w zwiazku z tym zawsze jeden z liczników jest czynny, a dru¬ gi wygaszony. Z chwila zadzialania licznika czyn¬ nego, jego impuls powoduje przerzut, to jest natychmiastowe wygaszenie licznika, który zaim- so pulsowal, a uruchomienie licznika wygaszonego.W efekcie na wyjsciu z omawianego ukladu pow¬ staja dwa napiecia zmienne U i V o ksztalcie pro¬ stokatnym i o czestotliwosci równej liczbie izoto¬ pów przesuwajacych sie przed licznikami w je- 85 dnostce czasu. Charakterystyczny jest fakt, ze czestotliwosc tego napiecia nie zalezy od fluktuacji promieniowania i nie jest w zasadzie niczym ogra¬ niczona. Zaklada sie jedynie dostateczna oslone liczników przed promieniowaniem ubocznym. 40 PL