RU2115899C1 - Устройство для измерения силы - Google Patents

Устройство для измерения силы Download PDF

Info

Publication number
RU2115899C1
RU2115899C1 RU96116504A RU96116504A RU2115899C1 RU 2115899 C1 RU2115899 C1 RU 2115899C1 RU 96116504 A RU96116504 A RU 96116504A RU 96116504 A RU96116504 A RU 96116504A RU 2115899 C1 RU2115899 C1 RU 2115899C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
active element
measuring probe
excitation
measurement
measuring
Prior art date
Application number
RU96116504A
Other languages
English (en)
Other versions
RU96116504A (ru
Inventor
А.Г. Цыпуштанов
К.Е. Елисеев
А.А. Истомин
Д.И. Фозекош
Original Assignee
Акционерное общество "Черногорнефть"
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 Акционерное общество "Черногорнефть" filed Critical Акционерное общество "Черногорнефть"
Priority to RU96116504A priority Critical patent/RU2115899C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2115899C1 publication Critical patent/RU2115899C1/ru
Publication of RU96116504A publication Critical patent/RU96116504A/ru

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

Устройство относится к области контрольно-измерительной техники. Устройство содержит промежуточный преобразователь, активный элемент, измерительный зонд, блок возбуждения, блок измерения и индикатор. Активный элемент выполнен в виде кольца из магнитоупругого материала. Измерительный зонд выполнен в виде " перпендикулярных друг другу и оси зонда двух магнитопроводов с катушками возбуждения и измерения. Измерительный зонд в процессе измерения устанавливается внутри кольца. При нагружении активного элемента измерительный зонд удавливает изменение магнитного поля, прямо пропорциональное воздействующей силе. Устройство обладает повышенной надежностью и взрывобезопасностью при работе во взрывоопасной среде. 3 ил.

Description

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при измерении силы.
Известны устройства для измерения силы, содержащие промежуточный преобразователь, активный элемент в виде тензодатчиков, блок возбуждения, блок измерения и индикатор [1]. Недостатком известных устройств является низкая чувствительность тензодатчиков, необходимость использования проводной связи между тензодатчиками и блоком возбуждения и измерения (что значительно снижает надежность и взрывобезопасность устройств при работе во взрывоопасной среде).
Известно устройство для измерения силы, содержащее промежуточный преобразователь, активный элемент, измерительный зонд (датчик), блок возбуждения, блок измерения и индикатор, при этом в качестве активного элемента используется магнитоупругий материал [2]. В известном устройстве первичный сигнал снимается с помощью специальных катушек, намотанных на сердечник из магнитоупругого материала. Недостатком известного устройства является необходимость использования проводной связи между активным элементом и блоком возбуждения и измерения, что приводит к снижению надежности и безопасности устройства при работе во взрывоопасных средах, особенно в условиях постоянного движения измеряемого объекта.
Изобретение направлено на повышение надежности и безопасности устройства при работе во взрывоопасной среде.
Это достигается тем, что в устройстве, содержащем промежуточный преобразователь, активный элемент, измерительный зонд, блок возбуждения, блок измерения и индикатор, активный элемент выполнен в виде кольца из магнитоупругого материала, а измерительный зонд выполнен в виде перпендикулярных друг другу и оси зонда двух магнитопроводов с катушками возбуждения и измерения, причем во время измерения измерительный зонд устанавливается внутри кольца.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - возможное положение измерительного зонда во время проведения измерения; на фиг. 3 - вариант использования предлагаемого устройства.
На фиг 1. изображено предлагаемое устройство.
Устройство для измерения силы содержит промежуточный преобразователь 1, воспринимающий силу "P" и сопряженный с активным элементом 2 - кольцом из магнитоупругого материала, в котором установлен измерительный зонд 3, состоящий из двух магнитопроводов 4 и 5 с намотанными на них катушкой возбуждения 6 и катушкой измерения 7, причем катушка возбуждения 6 подключена к блоку возбуждения 8, а катушка измерения 7 подключена к последовательно соединенным блоку измерения 9 и индикатору 10.
Устройство работает следующим образом. На время измерения измерительный зонд 3 вставляется в активный элемент 2 - кольцо из магнитоупругого материала. Блок возбуждения 8 вырабатывает ток возбуждения, протекающий по катушке возбуждения 6 измерительного зонда 3 и создающий электромагнитное поле, перемагничивающее внутреннюю поверхность активного элемента. В результате действия внешней силы P происходит деформация активного элемента 2, вследствие чего изменяются магнитные характеристики материала кольца на участках А, Б, В, Г, что приводит к появлению в магнитопроводе 5 магнитного поля, в результате чего в измерительной катушке 7 появляется сигнал, прямо пропорциональный по амплитуде и фазе соответственно величине и направлению внешней силы Р. Далее сигнал с измерительной обмотки 7 измерительного зонда 3 поступает на блок измерения 9 и далее на индикатор 10. Предлагаемое устройство имеет отстройку от влияния зазора между внутренней поверхностью активного элемента 2 и торцами магнитопроводов 4 и 5. Указанная отстройка заключается в следующем. В результате неточности установки зонда 3 внутри активного элемента 2 возможно изменение воздушного зазора (до 20 мкм - разницы в диаметрах). Но поскольку увеличение (уменьшение) зазора с одной стороны К, Л вызывает соответствующее уменьшение (увеличение) с диаметрально противоположной стороны М, Н, то суммарный зазор и соответственно его магнитное сопротивление остаются практически неизменными. Стабильность магнитного сопротивления приводит к стабильности электромагнитного поля возбуждения (ток возбуждения поддерживается стабильным блоком возбуждения) и соответственно к отстройке от зазора. В указанном устройстве отсутствуют какие-либо проводные связи между активным элементом 2 и измерительным зондом 3. Взаимодействие между ними происходит с помощью электромагнитного поля. Указанный фактор приводит к повышенной надежности и взрывобезопасности устройства при работе во взрывоопасных средах. Поскольку устройство имеет отстройку от зазора между активным элементом 2 и измерительным зондом 3, то точность измерения сохраняется на уровне прототипа.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение выявленных аналогов прототипа позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".
Указанное устройство было использовано в переносной системе динамометрирования станков-нефтекачалок при измерении силы (усилия), возникающей при поступательно-возвратном движении колонны насосных штанг. Станки - нефтекачалки были оснащены промежуточными элементами 1 (с встроенными активными элементами 2), установленными между траверсами 3 (фиг.3). Погрешность измерения усилия составила менее 1,6% в интервале рабочих температур от -40 до +45oC. В ходе испытания отмечена повышенная надежность устройства в части устойчивости к зазору, следам грязи, следов масла и нефтепродуктов. Предлагаемое устройство может быть использовано в различных ответственных конструкциях (мостах, кранах, шахтных крепях и др.) для оперативного определения уровней нагрузок и напряжений. Учитывая низкую стоимость активного преобразователя, стоимость оборудования для измерения усилия оказывается низкой. Заявитель намерен оснастить все свои промыслы предлагаемыми устройствами (около 2000 скважин) из расчета 300 активных преобразователей на 1 комплект электронных блоков.
Источники информации.
1. Аш Ж. с соавторами. Датчики измерительных систем: В 2-х книгах. Кн. 2., - М.: Мир, 1992, с. 41- 54.
2. Твердин Л.М. и др. Автоматические устройства с магнитоупругими преобразователями. - М.: Энергия, 1974, с. 6-7.

Claims (1)

  1. Устройство для измерения силы, содержащее промежуточный преобразователь, активный элемент, выполненный из магнитоупругого материала, измерительный зонд, блок возбуждения, блок измерения и индикатор, отличающееся тем, что активный элемент выполнен в виде кольца, а измерительный зонд выполнен с возможностью установки его внутри кольца во время измерения в виде перпендикулярных друг другу и оси зонда двух магнитопроводов с катушками возбуждения и измерения.
RU96116504A 1996-08-12 1996-08-12 Устройство для измерения силы RU2115899C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96116504A RU2115899C1 (ru) 1996-08-12 1996-08-12 Устройство для измерения силы

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96116504A RU2115899C1 (ru) 1996-08-12 1996-08-12 Устройство для измерения силы

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2115899C1 true RU2115899C1 (ru) 1998-07-20
RU96116504A RU96116504A (ru) 1998-11-27

Family

ID=20184477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96116504A RU2115899C1 (ru) 1996-08-12 1996-08-12 Устройство для измерения силы

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2115899C1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Твердин Л.М. и др. Автоматические устройства с магнитоупругими преобразователями. - М.: Энергия, 1974, с.6-7. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6384598B1 (en) Inductive position sensor having multiple receiving geometries
US4918418A (en) Inductive coil structure with electrical return path
US4275599A (en) Sensor for measuring dynamic variations in strain
US4158962A (en) Cable tension measuring apparatus
SU973040A3 (ru) Способ измерени параметров механической нагрузки на ферромагнитное тело и устройство дл его осуществлени
CN106290553A (zh) 一种新型检测钢丝绳缺陷的电磁传感器系统
RU2115899C1 (ru) Устройство для измерения силы
RU5646U1 (ru) Устройство для измерения силы
RU2231750C2 (ru) Способ измерения параметров движения торцов лопаток ротора турбомашины и устройство для его реализации
GB2132358A (en) Sensing apparatus
RU2001128250A (ru) Способ измерения параметров движения торцов лопаток ротора турбомашины и устройство для его реализации
SU1516237A1 (ru) Датчик дл измерени силовых параметров при точении
RU2148710C1 (ru) Устройство для динамометрирования скважинных штанговых насосов
GB924276A (en) Improvements relating to arrangements for measuring load on ropes
RU2058535C1 (ru) Способ измерения осевого натяга шарикоподшипникового узла ротора динамически настраиваемого гироскопа
RU1809296C (ru) Датчик угловых перемещений
SU1647296A1 (ru) Устройство дл измерени силы
SU1803785A1 (en) Method and device for estimating fatigue life of structure components
CN111578830A (zh) 一种新型磁电拉绳位移传感器
SU375540A1 (ru) Первичный измерительный преобразователь
SU148932A1 (ru) Бесконтактный электромагнитный датчик дл измерени крут щего момента, передаваемого вращающимс валом
RU2210781C2 (ru) Компенсационный акселерометр
SU767504A1 (ru) Измеритель перемещений издели
SU1161696A1 (ru) Магнитоупругий датчик усилий
SU1462214A1 (ru) Устройство дл контрол изменени воздушного зазора синхронной электрической машины