Opis patentowy opublikowano: 30.07.1977 88844 MKP GOlp 3/44 Int. Cl.2 G01P 3/44 CZYitLNIA Urzedu Patentowego Twórcywynalazku: Edward Homziuk, Adam Paszotta, Tadeusz Tomczyk Uprawniony z patentu: Centrum Badawczo-Projektowe Zeglugi Sródladowej „Navicentrum", Wroclaw (Polska); Politechnika Gdanska, Gdansk (Polska) Elektromagnetyczne urzadzenie do pomiaru kierunkui predkos¬ ci obrotowej walu, zwlaszcza walu sruby okretowej Wynalazek dotyczy elektromagnetycznego urzadzenia do pomiaru kierunku i predkosci obrotowej walu, które przeznaczone jest do stosowania szczególnie na statkach wodnych. .Stan techniki. Znanesa urzadzenia do pomiaru predkos¬ ci obrotowej zawierajace magnes, zamocowany na obraca¬ jacym sie wale, wytwarzajacy zmienny strumien magnety¬ czny, indukujacy napiecie w nieruchomym przekazniku, na przyklad czujniku lub cewce, który wlaczony jest w uklad wskazujacy ilosc obrotów (patenty USA nr 3758859, W.Brytanii nr 1326329). W innych rozwiazaniach wirujacy magnes oddzialywuje na nieruchomyprzekaznik, w którym powstajace impulsy sa wzmacniane, a nastepnie przez uklady tranzystorowe przekazywane do odpowied¬ nio wyskalowanych woltomierzy (patent W.Brytanii nr 1310420), badz powoduje, poprzez styk zwierany pod wplywem indukcji magnetycznej, wytwarzanie w obwo¬ dzie czestotliwosci impulsowej, proporcjonalnej do pred¬ kosci obrotowej (patent francuski nr 2225751).Znane sa ponadto obrotomierze^zaopatrzone w wirujaca wraz zwalem tarcze,wykonana z materialu niemagnetycz¬ nego, z jednym lub kilkoma magnesami osadzonymi na jej obwodzie i usytuowanymi równolegle do osi walu lub promieniowo oraz w dwie nieruchome cewki polaczone szeregowo, w których indukowane sa impulsy, przekazy¬ wane nastepnie do obwodu zawierajacego obwód z opor¬ noscia i miernik obrotów (patenty W.Brytanii nr 1303993 i 1303994). W rozwiazaniu wedlug patentu W. Brytanii nr 1308703, wirnik ze stalymi magnesami indukuje w czujni¬ ku prostokatne impulsy, które sa doprowadzone do ampe- romierza pradu stalego, który, odpowiedniowyskalowany, wskazuje predkosc obrotowa.Istota wynalazku. Elektromagnetyczne urzadzenie do pomiaru, kierunku i predkosci obrotowej walu wedlug wynalazku, zaopatrzone w osadzony na wale jeden dzielo¬ ny pierscien z wmontowanymi magnesami i nabiegunnika- mi, ma pomiarowa sonde, która zawiera w swoim ukladzie cewke z paskowymi rdzeniami supermalojowymi, polaczo¬ na z miernikiem obrotów poprzez dwa wzmacniacze tran¬ zystorowe, dwa przerzutniki monostabilne i dwa uklady calkujace, przy czym pomiedzy ukladami calkujacymi, a wzmacniaczami tranzystorowymi przeciwleglych torów, sa wlaczone dwa diodowo-rezystorowe sprzezenia zwrotne.Osadzony na wale dzielony pierscien z magnesami moze obracac sie w obydwóch kierunkach z predkoscia od zera do predkosci znamionowej.Pole magnetyczne,' wytworzone przez obracajacy sie pierscien z magnesami, indukuje w uzwojeniu cewki po¬ miarowej sondy sily elektromotoryczne, których wartosc, kierunek i czestotliwosc zaleza od kierunku wirowania i predkosci obrotowej walu napedowego.Generowane w pomiarowej sondzie impulsy napiecia, zaleznie od polaryzacji, wysterowuja wzmacniacz i prze- rzutnikmonostabilny jednego toru, powodujac równoczes¬ nie poprzez diodowo-rezystorowe sprzezenie zwrotne, za¬ blokowanie drugiego toru. Impulsy uformowane w torze czynnym, po scalkowaniu, powoduja wychylenie miernika obrotów w kierunku odpowiadajacym kierunkowi wiro¬ wania walu sruby okretowej. 898443 Pomiarowa sonda elektromagnetycznego urzadzenia wedlug wynalazku, moze miec w swoim ukladzie dwie cewki z paskowymi rdzeniami supermalojowymi, których osie podluzne przesuniete sa geometrycznie wzgledem sie¬ bie, przy czym kazda z cewek jest polaczona z miernikiem obrotów poprzez jeden wzmacniacz tranzystorowy, tran¬ zystor blokujacy, przerzutnik monostabilny i uklad calku¬ jacy, a pomiedzy ukladami calkujacymi i przerzutnikami monostabilnymi oraz tranzystorami blokujacymiprzeciw¬ leglych torów sa wlaczone dwa diodowo-rezystorowe sprzezenia zwrotne.Objasnienie rysunku. Przedmiot wynalazku jest odtwo¬ rzony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urzadzenie do pomiaru kie¬ runku i predkosci obrotowej walu napedowego, fig. .2 - uklad blokowy sondy pomiarowej z jedna cewka, fig. 3 - schemat ukladu polaczen sondy pomiarowej z jedna cew¬ ka, fig. 4 - uklad blokowy sondy pomiarowej z dwoma cewkami, fig. 5- schemat ukladu polaczen sondypomiaro¬ wej z dwoma cewkami, fig. 6-dzielony pierscien zczescio¬ wym przekrojem, fig. 7- ksztalt impulsów pola magnety¬ cznego i napiecia indukowanego w cewce sondy pomia¬ rowej.Przyklad wykonania. Elektromagnetyczne urzadzenie do pomiaru kierunku ipredkosci obrotowej walu sklada sie • z dzielonego pierscienia 1, z wmontowanymi magnesami 2 i nabiegunnikami 3, rozstawionymi co 60°, oraz zpomiaro¬ wej sondy, która w swoim ukladzie zawiera cewke 4, polaczona z miernikiem obrotów 6 poprzez tranzystorowy przetwornik 5, majacy dwa wzmacniacze tranzystorowe 7, dwa przerzutniki monostabilne 8 i dwa uklady calkujace 9 oraz dwa diodowo-rezystorowe sprzezenia zwrotne 10, które wlaczone sa pomiedzy ukladami calkujacymi, a wzmacniaczami tranzystorowymi przeciwleglych torów.Cewka 4 ma paskowe rdzeniesupermalojowe, zapewniaja¬ ce uzyskanie sil elektromotorycznych indukowanych w cewce, o wielkosci niezbednej do zadzialania jednego z dwu wzmacniaczy tranzystorowych 7, zaleznie od kie¬ runku wirowania, przy predkosciach obrotowych powyzej obr/min. Zastosowane w pierscieniu 1 nabiegunniki 3 zapewniaja wymagany rozklad pola magnetycznego na obwodzie pierscienia 1, któiy jest zamocowany na wale la sruby okretowej.Pole magnetyczne wirujacego wraz z walem pierscienia 1 indukuje w uzwojeniu cewki 4 sily elektromotoryczne o przebiegach pokazanych na fig. 7, których stosunek amplitudy ujemnej do dodatniej jest wiekszyod 20. Pierw¬ sze narastajace zbocze indukowanego w cewce impulsu powoduje wlaczenie jednego toru wzmacniacza tranzysto¬ rowego i przerzutnika monostabilnego. Impulsy, po wzmocnieniu i uformowaniu, podawanesa na uklad calku- J844 ¦ : ' f ¦¦¦' , jacy, na wyjsciuktórego znajduje sie wyskalowany miernik analogowy. Wskazania miernika sa proporcjonalne do czestotliwosci impulsów, co umozliwia wycechowanie po- dzialki w wartosciach odpowiadajacych mierzonej pred- kosci obrotowej.Zastosowane w ukladzie diodowo-rezystorowe sprzeze¬ nia zwrotne eliminuja mozliwosc wysterowania wzmac¬ niacza tranzystorowego i przerzutnika monostabilnego drugiego toru, okreslajacego przeciwny kierunek mierzo- io nej predkosci obrotowej. Zadzialanie tego toru moze na- . stapic dopiero po zmianie obrotów walu sruby okretowej.Pomiarowa sonda w innym wykonaniu ma w swoim ukladzie dwie cewki liz paskowymi rdzeniami superma¬ lojowymi, których osie podluzne przesuniete sa geometry- cznie wzgledem siebie. Kazda z cewek 11 jest polaczona z miernikiem obrotów 6 poprzez jeden wzmacniacz tran¬ zystorowy 12, tranzystorblokujacy 13, przerzutnik monos¬ tabilny 14 i uklad calkujacy 15. Pomiedzy ukladami calku¬ jacymi i przerzutnikamimonostabilnymi oraz tranzystora- • mi blokujacymi przeciwleglych torów sa wlaczone dwa diodowo-rezystorowe sprzezenia zwrotne 16. PL