RU1787839C - Part wear measuring device - Google Patents

Part wear measuring device

Info

Publication number
RU1787839C
RU1787839C SU904826815A SU4826815A RU1787839C RU 1787839 C RU1787839 C RU 1787839C SU 904826815 A SU904826815 A SU 904826815A SU 4826815 A SU4826815 A SU 4826815A RU 1787839 C RU1787839 C RU 1787839C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical fibers
wear
sensor
fibers
measuring
Prior art date
Application number
SU904826815A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Шилин
Стелла Рафаэльевна Калмыкова
Original Assignee
Волгоградский Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Волгоградский Политехнический Институт filed Critical Волгоградский Политехнический Институт
Priority to SU904826815A priority Critical patent/RU1787839C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1787839C publication Critical patent/RU1787839C/en

Links

Abstract

Использование: транспортное машиностроение , а имен но ;в устройствах дл  испытани  тормозных устройств, может быть использовано при измерении величины износа вращающихс  деталей. Сущность изобретени : содержит датчик линейного износа 1, вращающуюс  деталь 2 фрикционную накладку 3, световоды 4, источник света 5, экран 6 световоды 7, фотопреобразователь 8, усилитель 9, VRC-цепочки 10, инди- като р ы 11. 5-6-3-1 -7-8-9-11. 1 ил.Usage: transport engineering, namely; in devices for testing brake devices, can be used to measure the wear of rotating parts. SUMMARY OF THE INVENTION: comprises a linear wear sensor 1, a rotating part 2, a friction lining 3, optical fibers 4, a light source 5, a screen 6 optical fibers 7, a photoconverter 8, an amplifier 9, a VRC circuit 10, indicators 11. 5-6- 3-1 -7-8-9-11. 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к транспортному машиностроению, а именно, к устройствам дл  испытани  тормозных устройств и может быть использовано при измерении величины износа вращающихс  деталей,The invention relates to transport engineering, namely, devices for testing brake devices and can be used to measure the wear of rotating parts,

Известны бесконтактные устройства передачи и обработки информации с вращающихс  деталей, основанные на радиотелеметрических методах измерени .Contactless devices for transmitting and processing information from rotating parts are known, based on radio telemetric measurement methods.

Однако эти устройства обладают р дом недостатков: они требуют расположени  на вращающихс  детал х части измерительной аппаратуры, в том числе, активных элементов с первичными измерительными преобразовател ми, что приводит к усложнению аппаратуры, а следовательно, к снижению надежности, а также к ухудшению помехоустойчивости измерительных устройств .However, these devices have a number of disadvantages: they require the location of rotating parts of the measuring equipment, including active elements with primary measuring transducers, which leads to a complication of the equipment and, consequently, to a decrease in reliability, as well as to a decrease in the noise immunity of the measuring devices.

Наиболее широко примен ютс  бесконтактные промежуточные преобразователи реактивного типа: емкостные и индуктивные . Преобразователи емкостного типа имеют ограниченный диапазон измерени . Кроме того, все способы передачи и обработки сигналов с вращающихс  деталей с помощью реактивных бесконтактных промежуточных преобразователей имеют низкую точность- измерени , так как передаваемый сигнал, кроме полей (информативной ) составл ющей содержит и неинформативную составл ющую из-за изменени  параметров первичных и промежуточных преобразователей.The most widely used non-contact intermediate reactors of the reactive type: capacitive and inductive. Capacitive type transmitters have a limited measurement range. In addition, all methods of transmitting and processing signals from rotating parts using reactive non-contact intermediate converters have low measurement accuracy, since the transmitted signal, in addition to the fields of the (informative) component, also contains an uninformative component due to changes in the parameters of the primary and intermediate converters .

Известны устройства дл  считывани  информации с перфокарт, устройство, содержащее направл ющую, фотоэлектрический датчик, два световода, одни торцы которого соединены вместе, а другие разнесены на рассто нии друг относительно друга , линейный световод и источник .излучени  и устройство, содержащее вращающийс  диск с отверсти ми, входные световоды с источниками излучени  и выходные световоды. Торцы обоих световодов расположены в плоскости вращени  диска, входные торцы первого световода соединены вместе и установлены напротив источника излучени , выходные торцы второго световода установлены напротив фотоприемников .Known devices for reading information from punch cards, a device containing a guide, a photoelectric sensor, two optical fibers, one of whose ends are connected together, and the others are spaced apart from each other, a linear optical fiber and a radiation source. And a device containing a rotating disk with holes mi, input optical fibers with radiation sources, and output optical fibers. The ends of both optical fibers are located in the plane of rotation of the disk, the input ends of the first optical fiber are connected together and installed opposite the radiation source, the output ends of the second optical fiber are opposite the photodetectors.

Эти устройства не могут быть использованы дл  измерени  величины износа вращающихс  деталей по следующим причинам:These devices cannot be used to measure the wear of rotating parts for the following reasons:

носителем информации в этих устройствах  вл етс  деталь с отверсти ми (карта или диск) и использовать этот принцип при измерении износа деталей практически невозможно , так как при малом диапазоне величины износа размер отверсти  будет соизмерим с шагом их расположени , т.е. все отверсти  будут представл ть сплошную прорезь и, следовательно, уже не будет реализован принцип дискретных измерений; при большой толщине измер емой детали технологически сложно выполнить отверсти  и осуществить их подсветку;The information carrier in these devices is a part with holes (card or disk) and it is practically impossible to use this principle when measuring the wear of parts, since with a small range of wear the hole size will be comparable with the pitch of their location, i.e. all openings will be a continuous cut and, therefore, the principle of discrete measurements will no longer be realized; with a large thickness of the measured part, it is technologically difficult to make holes and illuminate them;

при биении детали, превышающим по0 перечный размер световода, устройство будет неработоспособно, так как световоды должны быть расположены на близком рассто нии от соответствующих отверстий из- за угла расходимости и при биенииwhen a part beats exceeding the transverse size of the fiber, the device will be inoperative, since the fibers should be located at a close distance from the corresponding holes due to the divergence angle and during beating

5 нарушаетс  соответствие между отверстием и световодом.5, the correspondence between the hole and the light guide is broken.

Наиболее близким к изобретению  вл -. етс  устройство дл  измерени  износа фрикционных накладок, содержащее датчикClosest to the invention ow -. a friction pad wear measuring device comprising a sensor

0 линейного износа, выполненный в виде блока световодов, входные и выходные концы которого соединены вместе и установлены в плоскости, параллельной плоскости нормального сечени  фрикционной накладки и0 linear wear, made in the form of a block of optical fibers, the input and output ends of which are connected together and installed in a plane parallel to the plane of the normal section of the friction lining and

5 прибор, измер ющий посто нную составл ющую сигнала, пропорциональную величине износа.5 instrument that measures the constant component of the signal proportional to the amount of wear.

Однако это устройство не может быть применено дл  измерени  и износа враща0 ющихс  деталей, так как его конструкци  выполнена-на неподвижной детали, при выполнении такой конструкции на вращающейс  детали, на результат измерени  будут оказывать вли ние прозрачность сре5 ды и скорость вращени  детали, так как фотопреобразователи регистрируют интегральный поток от импульсов .излучени  источника света, завис щий в свою очередь от длительности регистрации, кромеHowever, this device cannot be used to measure and wear rotating parts, since its design is made on a fixed part, and when such a design is performed on a rotating part, the transparency of the medium and the speed of rotation of the part will affect the measurement result, since photoconverters record the integral flux from the pulses of the light source radiation, which in turn depends on the duration of the recording, except

0 того, на точность измерени  будут оказывать вли ние смешение оптических осей световодов из-за технологии изготовлени  датчика.Moreover, the accuracy of the measurements will be affected by the mixing of the optical axes of the optical fibers due to the manufacturing technology of the sensor.

Цель изобретени  - расширение обла5 сти использовани  путем измерени  износа вращающейс  детали.The purpose of the invention is to expand the field of use by measuring the wear of a rotating part.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем датчик линейного износа, представл ющий собой располо0 женные в плоскости нормального сечени  детали контрольные световоды, одни концы которых соединены и все концы выведены на поверхность детали, а в средней части контрольные световоды расположены подThis goal is achieved in that in a device containing a linear wear sensor, which is control fibers located in the plane of the normal section of the part, one end of which is connected and all ends are brought to the surface of the part, and in the middle part of the control fibers are located under

5 контролируемой поверхностью один под другим параллельно ей и друг другу, источник света, установленный напротив соединенных концов контрольных световодов, и фотоприемники, св занные оптически с другими концами контрольных световодов.5 by a controllable surface, one below the other parallel to it and to each other, a light source mounted opposite the connected ends of the control fibers, and photodetectors connected optically to other ends of the control fibers.

между источником света, фотоприемниками и световодами установлен экран с дополнительными световодами, через один из которых источник света св зан оптически с соединенными концами световодов, а через другие фотоприемники св заны с другими концами контрольных световодов, между источником света, фотоприемниками и световодами установлен экран с дополнительным световодами, через один из которых источник света св зан оптически с соединенными концами световодов, а через другие фотоприемники св заны с другими концами контрольных световодов, которые расположены друг от друга на рассто нии, определенном из соотношени between the light source, photodetectors and optical fibers, a screen with additional optical fibers is installed, through one of which the light source is optically connected to the connected ends of the optical fibers, and through other photodetectors connected to other ends of the control optical fibers, a screen with an additional fiber is installed between the light source, photodetectors and optical fibers optical fibers, through one of which the light source is optically connected to the connected ends of the optical fibers, and through other photodetectors connected to the other ends of the control lights odes that are spaced from each other at a distance determined from the ratio

, , где R - радиус светового п тна: ,, where R is the radius of the light spot:

L - рассто ние между экраном и концами световодов;L is the distance between the screen and the ends of the optical fibers;

GVi - угол расходимости излучени .GVi is the angle of divergence of the radiation.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  износа вращающихс  деталей, выполненное в виде набора световодов, установленных в плоскости износа вращающейс  детали, не содержит фиктивных элементов измерительной цепи, пространственное расположение выходных торцов датчика позвол ет преобразовать величину износа в логическую комбинацию бинарных сигналов, что исключает вли ние неинформативной составл ющей (пимех) на результат измерени , а пик-детекторы на выходе блока усилителей позвол ют исключить вли ние на результат измерени  длительности регистрации, а следовательно, и изменени  скорости вращени  и несоосности оптических осей соответствующих световодов .The goal is achieved in that the device for measuring the wear of rotating parts, made in the form of a set of optical fibers installed in the plane of wear of the rotating parts, does not contain dummy elements of the measuring circuit, the spatial arrangement of the output ends of the sensor allows you to convert the amount of wear into a logical combination of binary signals, which eliminates the influence of a non-informative component (pimekh) on the measurement result, and the peak detectors at the output of the amplifier block allow excluding the effect on the result tat measuring registration duration, and, consequently, varying the rotational speed and misalignment of optical axes of the corresponding light guides.

На чертеже изображено устройство дл  измерени  и контрол  износа вращающихс  деталей.The drawing shows a device for measuring and monitoring the wear of rotating parts.

Датчик линейного износа 1 выполнен в виде набора световодов, расположенных параллельно плоскости износа в канале вращающейс  детали 2, напротив которой установлена подвижна  фрикционна  накладка 3. Входные торцы датчика 1 соединены вместе и установлены на уровне выходного торца световода 4 от источника света 5, которым может служить, например, лазер,The linear wear sensor 1 is made in the form of a set of optical fibers parallel to the wear plane in the channel of the rotating part 2, opposite which a movable friction pad 3 is installed. The input ends of the sensor 1 are connected together and installed at the level of the output end of the fiber 4 from the light source 5, which can serve for example a laser

Выходной торец световода 4 расположен на неподвижном экране б на одном рассто ний от оси вращени  00 с входными торцами световодов датчика линейного износа 1. Выходные торцы световодов датчика 1 разнесены вдоль радиальной линииThe output end of the optical fiber 4 is located on the fixed screen b at one distance from the axis of rotation 00 with the input ends of the optical fibers of the linear wear sensor 1. The output ends of the optical fibers of the sensor 1 are spaced along the radial line

00

55

по плоскости вращающейс  детали 2 на рассто нии h друг относительно друга.along the plane of the rotating part 2 at a distance h from each other.

Рассто ние между световодами h определ етс  из услови  исключени  взаимной засветкиThe distance between the optical fibers h is determined from the condition for the exclusion of mutual illumination

Oh, где R - радиус светового п тна; Oh, where R is the radius of the light spot;

L - рассто ние между торцами световодов;L is the distance between the ends of the optical fibers;

©h - угол расходимости излучени , определ емый по формуле 6b arcsln Vn - n2© h is the angle of radiation divergence, determined by the formula 6b arcsln Vn - n2

где пт и П2 - соответственно показатели преломлени  сердцевины и оболочки волокна . where pt and p2 are the refractive indices of the fiber core and sheath, respectively.

Входные торцы световодов 7 расположены на неподвижном экране 6 на соответствующем одинаковом рассто нии от оси вращени  00, что и выходные торцы свето0 водов датчика 1. Выходные торцы приемных световодов 7 установлена напротив фотопреобразователей 8, которые преобразуют импульсы светового потока в импульсы электрического тока. Электрический ток наThe input ends of the optical fibers 7 are located on the fixed screen 6 at the same equal distance from the axis of rotation 00 as the output ends of the optical fibers of the sensor 1. The output ends of the receiving optical fibers 7 are installed opposite the photoconverters 8, which convert the light flux into electric current pulses. Electric current on

5 выходе фотопреобразовател  усиливаетс  блоком усилителей 9, VRC-цепочки 10 на выходах усилителей служат дл  запоминани  амплитуды выходного импульса тока, Выходы блока пик-детекторов 10 соединены со входами логической схемы с индикатором 11, котора  преобразует логическую комбинацию, соответствующую определенной величине износа, в цифровой код.5, the output of the photoconverter is amplified by the amplifier unit 9, the VRC circuit 10 at the amplifier outputs serves to store the amplitude of the output current pulse. The outputs of the peak detector unit 10 are connected to the inputs of the logic circuit with an indicator 11, which converts the logical combination corresponding to a certain amount of wear to digital the code.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

При вращении детали 2 один раз за период вращени  выходные торцы датчика линейного износа 1 совпадают с входными торцами приемных световодов 7 и световой поток от источника 5 по световодам датчика 1 поступает через приемные световоды 7 на преобразователи 8, где преобразуютс  в фо- тоток, который поступает затем на блок усилителей 9 и преобразуетс  в посто нноеWhen rotating the part 2 once during the rotation period, the output ends of the linear wear sensor 1 coincide with the input ends of the receiving optical fibers 7 and the luminous flux from the source 5 through the optical fibers of the sensor 1 is transmitted through the receiving optical fibers 7 to the converters 8, where they are converted into a photoconferen then to the amplifier unit 9 and is converted to a constant

5 напр жение в блоке пик-детекторов 10. В5 voltage in the peak detector unit 10. V

результате на выходах пик-детекторов 10the result at the outputs of the peak detectors 10

присутствует высокий уровень напр жени ,there is a high voltage level,

соответствующий логической единице.corresponding to a logical unit.

В процессе работы тормозного устрой0 ства фрикционна  накладка 3 зажимает вращающуюс  деталь 2, в результате чего происходит износ поверхности деталей 2, 3, что ведет к перетиранию световодов датчика 1. при этом на соответствующий этомуIn the process of operation of the brake device, the friction lining 3 clamps the rotating part 2, as a result of which the surface of the parts 2, 3 is worn out, which leads to the grinding of the optical fibers of the sensor 1.

5 световоду преобразователь 8 не поступает световой поток, таким образом, на выходе соответствующего усилител  9 и пик-детектора 10 выходной сигнал отсутствует. Таким образом при работе на выходах пик-детек05, the light guide is not received by the converter 8; therefore, there is no output signal at the output of the corresponding amplifier 9 and the peak detector 10. Thus, when working at the outputs of peak-det0

55

00

торов 10 образуетс  логическа  комбинаци  единиц и нулей, котора  поступает на вход логической схемы 11. где преобразуетс  в цифровой код, соответствующий величине износа детали 2.tori 10, a logical combination of ones and zeros is formed, which is fed to the input of logic circuit 11. where it is converted into a digital code corresponding to the wear rate of part 2.

При внедрении устройства дл  измерени  и контрол  износа вращающихс  деталей в составе автоматизированных систем дл  научных исследований узлов и агрегатов транспортных машин сокращаетс  врем  ресурсных испытаний за счет исключени  разборки и сборки узлов и агрегатов , а следовательно, и сокращаетс  врем  разработки новых конструкций транспортных машин....-. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   Устройство дл  измерени  износа детали , содержащее датчик линейного износа, представл ющий собой расположенные в детали в плоскости нормального ее сечени  контрольные световоды, одни концы которых соединены и все концы выведены на поверхность детали, а в средней части контрольные световоды расположены под контролируемой поверхностью параллельно ей и параллельно друг другу один под другим, источник света, установленный напротив первых концов контрольных световодов, иThe introduction of a device for measuring and controlling the wear of rotating parts as part of automated systems for scientific research of components and assemblies of transport vehicles shortens the life of the test by eliminating the disassembly and assembly of components and assemblies, and, consequently, reduces the development time of new designs of transport vehicles ... .-. Formula A device for measuring the wear of a part, comprising a linear wear sensor, which is control fibers located in the part in the plane of its normal section, one ends of which are connected and all ends are brought out on the surface of the part, and in the middle part, the control fibers are located under the controlled surface parallel to it and parallel to each other, one below the other, a light source installed opposite the first ends of the control fibers, and

фотоприемники, св занные оптически с другими концами контрольных световодов, отличаю щ е е с   тем, что, с целью с целью расширени  области использовани  путем измерени  износа вращающейс  детали.photodetectors coupled optically to other ends of the control fibers, characterized in that, in order to expand the field of use by measuring wear of the rotating part.

между источником света и фотоприемниками и световодами установлен экран с дополнительными световодами, через один из которых источник света св зан оптически с одними концами первых световодов, а черезbetween the light source and photodetectors and optical fibers there is a screen with additional optical fibers, through one of which the light source is connected optically to one end of the first optical fibers, and through

другие - фотоприемники св заны с другими концами первых световодов, которые расположены друг от друга на рассто нии h, определ емом из соотношени  6U,others, photodetectors are connected to the other ends of the first optical fibers, which are spaced apart from each other by a distance h, determined from the ratio 6U,

где R - радиус светового п тна;where R is the radius of the light spot;

L- рассто ние между экраном и концами световодов;L is the distance between the screen and the ends of the optical fibers;

Фг- угол расходимости излучени .Fg is the angle of divergence of the radiation.

SU904826815A 1990-05-17 1990-05-17 Part wear measuring device RU1787839C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904826815A RU1787839C (en) 1990-05-17 1990-05-17 Part wear measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904826815A RU1787839C (en) 1990-05-17 1990-05-17 Part wear measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1787839C true RU1787839C (en) 1993-01-15

Family

ID=21515045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904826815A RU1787839C (en) 1990-05-17 1990-05-17 Part wear measuring device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1787839C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1355526,кл. В 60 Т 17/22, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0024953B1 (en) Signal processing system
JPS6438633A (en) Apparatus and method for measuring characteristic of liquid
WO1992002912A1 (en) Sensing apparatus
US4780600A (en) Optical displacement transducer
RU1787839C (en) Part wear measuring device
CN101769762B (en) Sensing demodulating system for optical chirped-grating
US5300769A (en) Method and system of compensating for signal artifacts in a fiber-optic sensing system
CN1093640C (en) Integral compensation fibre-optic current sensor
USH277H (en) Optical position gauge
CN114136428A (en) Cantilever rotor vibration optical fiber testing method and system for measuring vibration and key phase signals
CN100420916C (en) Sensing system of fiber strain
CN103471704A (en) Optical fiber sensing system and method for measuring oscillation of rotary machine rotor
CN203551101U (en) Fiber sensing system measuring vibration of rotary machine rotor
SU1053124A1 (en) Device for measuring parameters of code wheel
SU951087A1 (en) Device for measuring temperature
RU2063007C1 (en) Torque meter
GB1246099A (en) Method and apparatus for measuring fibres
JP2547234B2 (en) Displacement detector
RU1777179C (en) Device for inspection of surface of object
SU1427245A1 (en) Device for measuring attenuation of light-conducting cables
GB1098377A (en) Improved apparatus for detecting an electrical condition in a region of high electrical potential and transmitting an indication thereof
GB2210222A (en) Optical displacement sensor
SU396695A1 (en) ANALYZER OF ELECTRICAL DEFLECTIONS
SU1231409A1 (en) Device for measuring small clearances
JPH0136044B2 (en)