RU2327171C2 - Speed pickup - Google Patents
Speed pickup Download PDFInfo
- Publication number
- RU2327171C2 RU2327171C2 RU2006129075/28A RU2006129075A RU2327171C2 RU 2327171 C2 RU2327171 C2 RU 2327171C2 RU 2006129075/28 A RU2006129075/28 A RU 2006129075/28A RU 2006129075 A RU2006129075 A RU 2006129075A RU 2327171 C2 RU2327171 C2 RU 2327171C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- distance
- ferromagnetic
- housing
- relative
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано как датчик скорости для расходомеров жидких и газообразных сред, а также для автоматического контроля вращения, углового перемещения механизмов и машин.The present invention relates to measuring technique and can be used as a speed sensor for flowmeters of liquid and gaseous media, as well as for automatic control of rotation, angular movement of mechanisms and machines.
Датчик скорости выполняет также функции датчика индикации и направления вращения и может быть использован для измерения направления движения жидкостей и газов, а также вращений механизмов в замкнутых герметичных объемах аппаратов химической промышленности, ядерных реакторах с высокими температурами и давлениями контролируемой среды.The speed sensor also performs the functions of a display indicator and a direction of rotation and can be used to measure the direction of movement of liquids and gases, as well as rotations of mechanisms in closed sealed volumes of chemical industry apparatus, nuclear reactors with high temperatures and pressures of a controlled environment.
Например, для работающего ядерного реактора является важным:For example, for a working nuclear reactor it is important:
- определение направления движения (течения) теплоносителя (воды) в герметичных трубопроводах;- determination of the direction of movement (flow) of the coolant (water) in pressurized pipelines;
- определение направления движения (вращения) механизмов СУЗ, механизмов перегрузки ядерного топлива.- determination of the direction of movement (rotation) of the CPS mechanisms, the mechanisms of nuclear fuel reloading.
Любое изменение движения, не предусмотренное режимом работы машин и механизмов, может привести к аварии.Any change in movement not provided for by the operating mode of machines and mechanisms can lead to an accident.
Датчик скорости с индикацией направления вращения может быть применен в различных механизмах и устройствах и в открытой воздушной среде.A speed sensor with indication of the direction of rotation can be used in various mechanisms and devices and in an open air environment.
Известен преобразователь расхода турбинный (ТПР), выпускаемый Арзамасским приборостроительным заводом (см. техническое описание и инструкцию по эксплуатации 4Е2.833.031ТУ. Преобразователь зарегистрирован в Госреестре средств измерения под №8326-90. Сертификат № 13421).A known turbine flow converter (TPR), manufactured by the Arzamas Instrument-Making Plant (see technical description and operating instructions 4E2.833.031TU. The converter is registered in the State Register of Measuring Instruments under No. 8326-90. Certificate No. 13421).
Преобразователь расхода турбинный ТПР предназначен для выдачи информации об объемном расходе измеряемой жидкости в виде частотного электрического сигнала синусоидальной формы при наземных (стендовых) испытаниях изделий.Turbine flow transducer TPR is designed to provide information about the volumetric flow rate of the measured liquid in the form of a frequency electric signal of a sinusoidal shape during ground (bench) testing of products.
Частота измерения выходного сигнала при вращении чувствительного элемента (турбинки), помещенного в поток измеряемой жидкости:The frequency of measuring the output signal during rotation of the sensing element (turbine), placed in the flow of the measured fluid:
на верхнем пределе измерения - 500±50 Гц;at the upper limit of measurement - 500 ± 50 Hz;
на нижнем пределе измерения - 10 Гц.at the lower limit of measurement - 10 Hz.
Преобразователь расхода ТПР, являющийся по существу датчиком скорости, состоит из немагнитного корпуса, турбинки с ферромагнитными лопастями, магнитоиндукционного генератора МИГ, имеющего немагнитный кожух, в котором установлена магнитоиндукционная катушка с ферромагнитным сердечником и с постоянным магнитом, закрепленным на сердечнике.The TPR flow converter, which is essentially a speed sensor, consists of a non-magnetic casing, a turbine with ferromagnetic blades, a MIG magneto-induction generator having a non-magnetic casing, in which a magneto-induction coil with a ferromagnetic core and with a permanent magnet fixed to the core is installed.
Магнитоиндукционный генератор установлен жестко в паз корпуса преобразователя расхода ТПР.The magneto-induction generator is mounted rigidly in the groove of the housing of the TPR flow converter.
Недостатком преобразователя расхода ТПР является получение слабого по величине электрического сигнала, возникающего в индукционной катушке при вращении турбинки.The disadvantage of the TPR flow converter is the receipt of a weak electrical signal arising in the induction coil during rotation of the turbine.
Причиной такого слабого сигнала является слабый рабочий магнитный поток, возникающий между ферромагнитным сердечником индукционной катушки и подвижной ферромагнитной лопастью при вращении турбинки.The reason for such a weak signal is a weak working magnetic flux arising between the ferromagnetic core of the induction coil and the movable ferromagnetic blade during rotation of the turbine.
Известно, что такой рабочий магнитный поток между ферромагнитным сердечником и ферромагнитной лопастью преобразователя расхода ТПР составляет порядка 5÷7% от полного магнитного потока в пространстве вокруг индукционной катушки. Остальной поток, создаваемый индукционной катушкой, является потоком рассеяния и составляет >90% полного магнитного потока (см. Бессонов, «Теоретические основы электротехники», А.Г.Гордон, А.Г.Сливинская, «Электромагниты постоянного тока», ГЭИ, Москва, 1960, с.80).It is known that such a working magnetic flux between the ferromagnetic core and the ferromagnetic blade of the TPR flow converter is about 5-7% of the total magnetic flux in the space around the induction coil. The rest of the flux generated by the induction coil is the scattering flux and makes up> 90% of the total magnetic flux (see Bessonov, “Theoretical Foundations of Electrical Engineering”, A.G. Gordon, A.G. Slivinskaya, “DC Electromagnets”, SEI, Moscow 1960, p. 80).
Для увеличения рабочего магнитного потока и полезного электрического сигнала в конструкции ТПР увеличены размеры и масса индукционной катушки и ферромагнитного сердечника генератора МИГ, которые соизмеримы с размерами корпуса и чувствительного элемента - турбинки.To increase the working magnetic flux and useful electrical signal, the dimensions and mass of the induction coil and the ferromagnetic core of the MIG generator, which are comparable with the dimensions of the casing and the sensitive element - the turbine, have been increased in the design of the TPR.
Это является недостатком, так как при такой конструкции невозможно разместить по окружности корпуса ТПР больше двух или трех генераторов МИГ, что ограничивает величину полезного электрического сигнала скорости двумя или тремя электрическими импульсами за один оборот вала турбинки. Следовательно, при измерениях скоростей по электрическим схемам с применением преобразователя частоты (ПЧ-6 или ПЧ-1) невозможно измерение малых скоростей вращения турбинки - менее 200÷300 оборотов в минуту и применять преобразователь ТПР для измерения скоростей вращения ниже 200÷300 оборотов в минуту, что также является недостатком преобразователя ТПР.This is a disadvantage, since with such a design it is impossible to place more than two or three MIG generators around the circumference of the TPR casing, which limits the magnitude of the useful electrical speed signal to two or three electric pulses per revolution of the turbine shaft. Therefore, when measuring speeds using electrical circuits using a frequency converter (ПЧ-6 or ПЧ-1), it is impossible to measure low turbine rotation speeds of less than 200 ÷ 300 rpm and use a TPR converter to measure rotation speeds below 200 ÷ 300 rpm , which is also a disadvantage of the TPR converter.
Известно устройство для измерения скорости вращения по авторскому свидетельству SU № 457031, кл. G01P 3/48.A device for measuring the speed of rotation according to the copyright certificate SU No. 457031, class.
Устройство по а.с. № 457031 содержит на валу машины три разновидных магнитных вставки, которые при вращении вала проходят по окружности статора с зазором мимо датчика генераторного типа, состоящего из ферромагнитного сердечника с двумя индукционными катушками и жестко установленного на статоре машины.Device by A.S. No. 457031 contains three different magnetic inserts on the machine shaft, which, when the shaft rotates, pass around the circumference of the stator with a gap past the generator-type sensor, consisting of a ferromagnetic core with two induction coils and rigidly mounted on the stator of the machine.
Три разновысотные магнитные вставки создают при прохождении ферромагнитного сердечника различные по величине зазоры и генерируют при этом электрические сигналы в индукционных катушках с тремя различными амплитудами A1, A2, А3.Three different-height magnetic inserts create gaps of various magnitude during the passage of the ferromagnetic core and generate electrical signals in induction coils with three different amplitudes A 1 , A 2 , A 3 .
Различные по величине зазоры, образуемые прохождением магнитных вставок ферромагнитного сердечника, позволяют определять направление вращения вала по часовой стрелке, например, по сигналам осциллографа, подключенного к индукционным катушкам.The various gaps formed by the passage of the magnetic inserts of the ferromagnetic core make it possible to determine the direction of rotation of the shaft clockwise, for example, by the signals of an oscilloscope connected to induction coils.
Недостатком устройства по а.с. №457031 является низкая величина электрических сигналов, которая уменьшается по амплитуде А2 и А3 с увеличением зазоров у второго и третьего магнитов и определяется преобладающим окружающим индукционные катушки магнитным полем рассеяния, создаваемым наводящим электрическим сигналом.The disadvantage of the device as. No. 457031 is a low value of electrical signals, which decreases in amplitude A 2 and A 3 with an increase in the gaps of the second and third magnets and is determined by the prevailing magnetic scattering field surrounding the induction coils generated by the inducing electric signal.
Наиболее близким к заявляемому устройству является датчик скорости по авторскому свидетельству SU 1525581 А1, от 30.11.89, кл. G01P 3/48, G01F 1/075, который выбран за прототип.Closest to the claimed device is a speed sensor according to the copyright certificate SU 1525581 A1, from 30.11.89, class.
Датчик скорости содержит немагнитный цилиндрический корпус, в котором установлен чувствительный элемент, выполненный в виде ферромагнитных лопастей турбинки, первичные индуктивные катушки, расположенные на корпусе по обе стороны от вторичных (измерительных) индуктивных катушек, установленные равномерно на диаметре корпуса, в зоне вращения ферромагнитных лопастей турбинки.The speed sensor contains a non-magnetic cylindrical body in which a sensing element is installed, made in the form of ferromagnetic blades of the turbine, primary inductive coils located on the body on both sides of the secondary (measuring) inductive coils, mounted uniformly on the diameter of the body, in the rotation zone of the ferromagnetic blades of the turbine .
Известный датчик скорости измеряет скорость потока жидкости или газа в герметичном трубопроводе путем счета импульсов тока, выдаваемых вторичными катушками, при прохождении ферромагнитными лопастями турбинки зоны действия электромагнитного поля, создаваемого этими катушками.The known speed sensor measures the flow rate of a liquid or gas in an airtight pipeline by counting the current pulses issued by the secondary coils, while the ferromagnetic blades of the turbine pass through the electromagnetic field created by these coils.
Электромагнитное поле во вторичных катушках датчика скорости создается путем трансформаторного эффекта передачи энергии от первичных катушек, установленных на корпусе датчика.The electromagnetic field in the secondary coils of the speed sensor is created by the transformer effect of the transfer of energy from the primary coils mounted on the sensor body.
Так как передача энергии от первичных измерительных обмоток ко вторичным происходит при отсутствии в конструкции ферромагнитного магнитопровода, то потери энергии достаточно велики из-за создания обмотками внешнего электромагнитного поля рассеяния. Велики потери и на вихревые токи, возникающие в немагнитном стальном корпусе датчика скорости.Since the transfer of energy from the primary measuring windings to the secondary takes place in the absence of a ferromagnetic magnetic circuit in the design, the energy loss is quite large due to the creation of an external electromagnetic field of scattering by the windings. The losses due to eddy currents arising in the non-magnetic steel case of the speed sensor are also large.
Потери на вихревые токи и на создание внешнего электромагнитного поля рассеяния приводят к необходимости дополнительного увеличения электрической мощности датчика скорости, а также к низкой точности счета импульсов вращения лопастей турбинки. Это является существенным недостатком датчика, приводит к дополнительным затратам материала и, соответственно, к увеличению размеров и стоимости. Отсутствие в конструкции датчика скорости ферромагнитного магнитопровода для индуктивных измерительных катушек приводит к возникновению в катушках слабовыраженного расплывчатого полезного сигнала-импульса при прохождении ферромагнитной вращающейся лопастью зоны действия электромагнитного поля измерительной катушки, что снижает чувствительность и точность счета импульсов прохождения лопастей через зону электромагнитного поля измерительной обмотки, снижает точность измерений датчика скорости.Losses due to eddy currents and the creation of an external electromagnetic field of scattering lead to the need for an additional increase in the electrical power of the speed sensor, as well as to the low accuracy of the counting pulses of rotation of the turbine blades. This is a significant disadvantage of the sensor, leads to additional material costs and, consequently, to an increase in size and cost. The absence in the design of the speed sensor of the ferromagnetic magnetic circuit for inductive measuring coils leads to the appearance in the coils of a weakly vague useful signal-pulse when the ferromagnetic rotating blade passes the zone of action of the electromagnetic field of the measuring coil, which reduces the sensitivity and accuracy of the counting pulses of the blades passing through the zone of the electromagnetic field of the measuring winding, reduces the accuracy of speed sensor measurements.
В конструкции датчика скорости применяются два типа индуктивных катушек: первичные и вторичные, что усложняет их изготовление и размещение на корпусе и является недостатком прототипа.In the design of the speed sensor, two types of inductive coils are used: primary and secondary, which complicates their manufacture and placement on the housing and is a disadvantage of the prototype.
Также недостатком является ограниченность числа электрических сигналов четырех секций измерительной (вторичной) обмотки, что ограничивает нижний предел измерения скорости. Так, например, за один оборот вала двух или четырех лопастей турбинки датчик скорости вырабатывает только четыре импульса изменяющегося по амплитуде напряжения во вторичной обмотке.Another disadvantage is the limited number of electrical signals of the four sections of the measuring (secondary) winding, which limits the lower limit of speed measurement. So, for example, in one revolution of the shaft of two or four blades of the turbine, the speed sensor generates only four pulses of voltage varying in amplitude in the secondary winding.
При низких скоростях вращения турбинки начальный порог счета импульсов, а также чувствительность датчика определяются способностью индуктивных измерительных катушек датчика создавать полезное электромагнитное поле и явно выраженный импульс счета лопасти, проходящей через катушки, и определяются большим числом этих импульсов за один оборот турбинки. Чем больше импульсов за один оборот, тем больше чувствительность датчика и ниже порог минимального счета импульсов диапазона измерения датчика, регистрируемых преобразователем частоты, например, типа ПЧ-6, который имеет свой собственный нижний предел измерения частоты, равный 10 Гц.At low speeds of rotation of the turbine, the initial threshold for counting pulses, as well as the sensitivity of the sensor, are determined by the ability of inductive measuring coils of the sensor to create a useful electromagnetic field and a pronounced pulse counting of the blade passing through the coils, and are determined by a large number of these pulses per revolution of the turbine. The more pulses per revolution, the greater the sensitivity of the sensor and the lower the threshold for the minimum pulse count of the measuring range of the sensor recorded by the frequency converter, for example, the IF-6 type, which has its own lower frequency measurement limit of 10 Hz.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание датчика скорости, позволяющего повысить чувствительность датчика за счет приближения полюсов катушек индуктивности к чувствительным элементам, уменьшения магнитного поля рассеивания и потерь на вихревые токи.The technical task of the invention is the creation of a speed sensor, which allows to increase the sensitivity of the sensor by approaching the poles of the inductors to the sensitive elements, reducing the scattering magnetic field and eddy current losses.
Решение поставленной задачи обеспечивает повышение точности и надежности измерений, а также упрощение конструкции датчика за счет исключения вторичных катушек.The solution of this problem provides improved accuracy and reliability of measurements, as well as simplification of the sensor design by eliminating secondary coils.
Техническая задача решается тем, что на поверхности корпуса датчика скорости, в котором установлен с возможностью взаимодействия с контролируемым потоком чувствительный элемент в виде вращающихся ферромагнитных лопастей, расположенных под углом к оси чувствительного элемента, индуктивные катушки, предназначенные для съема сигнала и расположенные на корпусе, по окружности выполнены пазы, в которые установлены индуктивные катушки, снабженные магнитопроводом, полюса которого развернуты относительно оси чувствительного элемента на угол, равный углу расположения ферромагнитных лопастей, причем необходимо выполнение соотношения:The technical problem is solved by the fact that on the surface of the housing of the speed sensor, in which a sensing element in the form of rotating ferromagnetic blades arranged at an angle to the axis of the sensing element is mounted with the possibility of interaction with a controlled flow, inductive coils designed to pick up the signal and located on the housing, grooves are made in the circle, in which inductive coils are installed, equipped with a magnetic circuit whose poles are turned relative to the axis of the sensing element at L, equal to the angle arrangement of ferromagnetic blades being necessary to satisfy the relation:
где D - внутренний диаметр корпуса,where D is the inner diameter of the housing,
d - размер (диаметр) паза,d is the size (diameter) of the groove,
е - расстояние между пазами по окружности D,e is the distance between the grooves around the circle D,
m - число лопастей чувствительного элемента,m is the number of blades of the sensing element,
n - число индуктивных катушек.n is the number of inductive coils.
Кроме того, последний паз расположен относительно предыдущего паза на расстоянии не менее 2е, а относительно границы сектора на расстоянии не менее ближе 3е.In addition, the last groove is located relative to the previous groove at a distance of at least 2e, and relative to the sector boundary at a distance of at least closer than 3e.
Установка индуктивных катушек на магнитопроводах, например, П-образных в пазах корпуса позволяет максимально приблизить полюса магнитопроводов катушки к чувствительным элементам - подвижным ферромагнитным лопастям, что приводит к повышению точности и надежности измерений скорости и числа оборотов.The installation of inductive coils on magnetic circuits, for example, U-shaped in the grooves of the housing, makes it possible to bring the poles of the magnetic circuits of the coil as close as possible to the sensitive elements - moving ferromagnetic blades, which leads to an increase in the accuracy and reliability of measuring speed and speed.
Расположение последнего паза относительно предыдущего на расстоянии, отличающемся от расстояния между остальными пазами, позволяет проводить индикацию направления вращения ферромагнитных лопастей.The location of the last groove relative to the previous one at a distance different from the distance between the remaining grooves allows the indication of the direction of rotation of the ferromagnetic blades.
Малая толщина дна паза (мембраны h) создает при работе малые магнитные поля рассеяния, что увеличивает величину полезного сигнала - импульса тока в катушке при прохождении ферромагнитной лопасти через зону S действия электромагнитного поля П-образного магнитопровода. Малая толщина мембраны h имеет малые потери на вихревые токи. Вихревые токи, возникающие в тонкой мембране, не превышают 3÷4% полезного сигнала (тока в катушке).The small thickness of the bottom of the groove (membrane h) creates small scattering magnetic fields during operation, which increases the value of the useful signal — the current pulse in the coil when a ferromagnetic blade passes through the zone S of the electromagnetic field of the U-shaped magnetic circuit. The small membrane thickness h has small eddy current losses. Eddy currents arising in a thin membrane do not exceed 3–4% of the useful signal (current in the coil).
Малый диаметр паза (d<<D) позволяет применять их в конструкциях, рассчитанных на высокое давление и температуру. Тонкие мембраны (h=1,5 мм), выдерживают давление измеряемой жидкости (воды) до Р=20 МПа при температуре до Т=300°С.The small groove diameter (d << D) allows them to be used in structures designed for high pressure and temperature. Thin membranes (h = 1.5 mm) withstand the pressure of the measured liquid (water) up to P = 20 MPa at temperatures up to T = 300 ° C.
Сущность технического решения поясняется чертежами, гдеThe essence of the technical solution is illustrated by drawings, where
на фиг.1 показан общий вид датчика скорости,figure 1 shows a General view of the speed sensor,
на фиг.2 показан разрез А-А фиг.1 (вариант 1),figure 2 shows a section aa of figure 1 (option 1),
на фиг.3 показан разрез А-А фиг.1 (вариант 2),figure 3 shows a section aa of figure 1 (option 2),
на фиг.4. показан разрез А-А фиг.1 (вариант 3),figure 4. shows a section aa of figure 1 (option 3),
на фиг.5 показан график сигналов импульсов тока по варианту 1,figure 5 shows a graph of the signals of the current pulses according to option 1,
на фиг.6 показан график сигналов импульсов тока по варианту 2,figure 6 shows a graph of the signals of the current pulses according to
на фиг.7 показан график сигналов импульсов тока по варианту 3.7 shows a graph of the signals of the current pulses according to
Датчик скорости состоит из корпуса 1, выполненного из немагнитного материала, чувствительного элемента, выполненного в виде турбинки, на оси 2 которой жестко установлены три ферромагнитных лопасти 3, 4, 5, четырех индуктивных катушек 6, 7, 8, 9 с П-образным магнитопроводом, установленных в пазы корпуса 1. Корпус 1 имеет внутренний диаметр D и толщину стенки H.The speed sensor consists of a housing 1 made of non-magnetic material, a sensitive element made in the form of a turbine, on the
Три ферромагнитные лопасти 3, 4, 5 расположены под углом 120° относительно друг друга и развернуты на угол α относительно оси 2.Three
Пазы выполнены на поверхности корпуса 1 по окружности и имеют глубину Н-h, где h - толщина дна паза (мембраны) и размер d (диаметр).The grooves are made on the surface of the housing 1 around the circumference and have a depth of H-h, where h is the thickness of the bottom of the groove (membrane) and size d (diameter).
Индуктивные катушки 6, 7, 8, 9 установлены в пазах в пределах одного сектора, дуга которого равна 
Полюса каждого П-образного магнитопровода направлены в сторону вращения лопастей и развернуты на угол α по отношению к оси 2 турбинки.The poles of each U-shaped magnetic circuit are directed in the direction of rotation of the blades and are rotated through an angle α with respect to
Между торцевой плоскостью П-образного магнитопровода и ферромагнитной лопастью образована зона S действия электромагнитного поля Ф. Зона S действия электромагнитного поля больше толщины мембраны и воздушного зазора S>h, размеры зоны S определены конструкцией П-образного магнитопровода и ферромагнитной лопасти.Between the end plane of the U-shaped magnetic circuit and the ferromagnetic blade, an electromagnetic field S is formed. The electromagnetic field S is larger than the thickness of the membrane and the air gap S> h; the dimensions of zone S are determined by the design of the U-shaped magnetic circuit and the ferromagnetic blade.
Для эффективной работы датчика скорости должно выполняться соотношение S:d.For the speed sensor to work effectively, the S: d ratio must be met.
В предлагаемом датчике может быть применено различное число индуктивных катушек, например на поверхности корпуса выполнено 4 паза и установлено 4 индуктивные катушки 6, 7, 8, 9 (вариант 1). Для этого пазы 4 разнесены между собой по поверхности корпуса 1. Минимальная величина дуги е между пазами выбрана из условия, позволяющего исключить влияние электромагнитных потоков Ф~П-образных магнитопроводов друг на друга и дополнительных помех. Конструктивная величина е соответствует временному интервалу получения импульсов тока и выбрана в зависимости от диаметра D корпуса 1.In the proposed sensor, a different number of inductive coils can be used, for example, 4 grooves are made on the surface of the housing and 4
Возможны другие варианты, например три паза выполнены аналогично варианту 1, а четвертый паз удален на расстояние 2е (вариант 2). По варианту 3 выполнено три паза и установлено три индуктивные катушки, а пазы разнесены по поверхности корпуса в сочетании варианта 1 и варианта 2 таким образом, что два паза выполнены аналогично варианту 1, а третий удален на расстояние 2е.Other options are possible, for example, three grooves are made similarly to option 1, and the fourth groove is removed at a distance of 2e (option 2). According to
Может быть выбран и любой другой вариант, удовлетворяющий отношению:Any other option satisfying the relation can be chosen:
В предлагаемом датчике скорости может быть применено и различное число лопастей турбинки.In the proposed speed sensor can be applied and a different number of blades of the turbine.
Принцип действия предлагаемого датчика скорости основан на счете числа импульсов N, вырабатываемых датчиком за один оборот вала турбинки:The principle of operation of the proposed speed sensor is based on counting the number of pulses N generated by the sensor per revolution of the turbine shaft:
N=n×m.N = n × m.
Чем больше число импульсов за один оборот, тем больше чувствительность, выше точность измерений, ниже граница (или уровень) минимального счета импульсов и шире диапазон измерений датчика.The greater the number of pulses per revolution, the greater the sensitivity, the higher the accuracy of the measurements, the lower the limit (or level) of the minimum pulse count and the wider the measuring range of the sensor.
Однако увеличение числа лопастей m приводит к усложнению конструкции, технологии изготовления и увеличению вибраций при работе; уменьшение числа лопастей - к снижению точности измерений, а увеличение числа индуктивных катушек ограничено конструктивными размерами паза и индуктивной катушки.However, an increase in the number of blades m leads to a complication of the design, manufacturing technology and an increase in vibration during operation; a decrease in the number of blades leads to a decrease in the accuracy of measurements, and an increase in the number of inductive coils is limited by the design dimensions of the groove and inductive coil.
Увеличение расстояния между последним пазом и предыдущим до 2е позволяет определить направление вращения. Возникает возможность различать на регистрирующем приборе (например, осциллографе) разный порядок считывания импульсов i и пауз, соответствующих величине е.Increasing the distance between the last groove and the previous to 2e allows you to determine the direction of rotation. It becomes possible to distinguish on a recording device (for example, an oscilloscope) a different order of reading of pulses i and pauses corresponding to the value of e.
Расположение последнего паза по отношению к границе сектора на расстоянии не менее 3е позволяет установить порядок прохождения и направление вращения лопастей, то есть видеть, что одна лопасть вышла из зоны действия магнитного поля последней катушки, а другая еще не вошла.The location of the last groove with respect to the sector boundary at a distance of at least 3e allows you to establish the order of passage and the direction of rotation of the blades, that is, to see that one blade has left the magnetic field of the last coil, and the other has not yet entered.
Датчик скорости работает следующим образом.The speed sensor operates as follows.
Корпус 1 датчика скорости установлен в контролируемом потоке воды или газа. Индуктивные катушки 6, 7, 8, 9 получают питание от источника напряжения и подключены к прибору, регистрирующему сигналы, например осциллографу.The housing 1 of the speed sensor is installed in a controlled flow of water or gas.
Под действием контролируемого потока происходит вращение ферромагнитных лопасти 3, 4, 5. При вращении оси 2 турбинки по часовой стрелке и прохождении каждой ферромагнитной лопасти 3, 4, 5 поочередно через зону S действия магнитных потоков Ф~, создаваемых индуктивными катушками 6, 7, 8, 9 с магнитопроводами, в каждой индуктивной катушке изменяется ее индуктивное сопротивление, что приводит к изменению электрического тока в катушке и возникновению электрического сигнала, регистрируемого прибором.Under the influence of the controlled flux, the
Импульсы тока i1, i2, i3 и i4 выдаются соответственно индуктивными катушками 6, 7, 8 и 9. Временная пауза между импульсами i1, i2, i3 и i4 соответствует величине е, таким образом за один оборот оси 2 турбинки датчик скорости выдает 12 импульсов тока с одинаковой амплитудой Am.The current pulses i 1 , i 2 , i 3 and i 4 are issued respectively by
При вращении чувствительного элемента и при прохождении каждой ферромагнитной лопасти 3, 4, 5 мимо каждой индуктивной катушки 6, 7, 8, 9 возникает изменение индуктивности в соответствующей катушке. Изменение индуктивного сопротивления катушки приводит к разбалансу напряжения на выходе измерительного моста, которое в виде импульса регистрируется аппаратурой. Частота выдаваемых импульсов соответствует заданной скорости вращения чувствительного элемента датчика - турбинки. Разным скоростям вращения турбинки соответствуют полученные на осциллограмме частоты импульсов тока от индуктивных катушек. По полученным данным строится градуировочная характеристика.With the rotation of the sensitive element and with the passage of each
Выполнение датчика в соответствие с предлагаемым изобретением позволяет повысить чувствительность датчика, точность и надежность измерений. Предлагаемая конструкция датчика расширяет диапазон измерения в сторону малых скоростей.The implementation of the sensor in accordance with the invention allows to increase the sensitivity of the sensor, the accuracy and reliability of the measurements. The proposed sensor design extends the measuring range towards low speeds.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006129075/28A RU2327171C2 (en) | 2006-08-10 | 2006-08-10 | Speed pickup |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006129075/28A RU2327171C2 (en) | 2006-08-10 | 2006-08-10 | Speed pickup |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006129075A RU2006129075A (en) | 2008-02-20 |
| RU2327171C2 true RU2327171C2 (en) | 2008-06-20 |
Family
ID=39266832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006129075/28A RU2327171C2 (en) | 2006-08-10 | 2006-08-10 | Speed pickup |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2327171C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2521716C2 (en) * | 2012-09-04 | 2014-07-10 | Открытое акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (ОАО "ОКБМ Африкантов") | Speed sensor |
-
2006
- 2006-08-10 RU RU2006129075/28A patent/RU2327171C2/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2521716C2 (en) * | 2012-09-04 | 2014-07-10 | Открытое акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (ОАО "ОКБМ Африкантов") | Speed sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006129075A (en) | 2008-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107907455B (en) | Magnetic induction particle detection device and concentration detection method | |
| US8203334B2 (en) | Magnetically spirally encoded shaft for measuring rotational angel, rotational speed and torque | |
| EP2162698B1 (en) | Eddy current sensor | |
| US9728283B2 (en) | Positional encoder and control rod position indicator for nuclear reactor using same | |
| CA2409443A1 (en) | Method and apparatus for determining the direction and rate of a rotating element | |
| US8468898B2 (en) | Method and apparatus for continuous sectional magnetic encoding to measure torque on large shafts | |
| KR20140010341A (en) | Nuclear magnetic flowmeter | |
| JP2016509232A (en) | Magnetic linear or rotary encoder | |
| Procházka et al. | New methods of noncontact sensing of blade vibrations and deflections in turbomachinery | |
| CN115603521A (en) | Axial displacement monitoring device for rotor of shielding motor | |
| RU2327171C2 (en) | Speed pickup | |
| RU2471154C1 (en) | Ball-type primary transducer of flow of electroconductive liquid | |
| RU2521716C2 (en) | Speed sensor | |
| RU2231750C2 (en) | Method of and device for measuring parameters of movement of turbomachinerotor blade and faces | |
| CN116698140A (en) | Magneto-electric flow sensor and flow measurement method | |
| RU2807439C1 (en) | Summing induction fuel flow meter | |
| RU2807438C1 (en) | Summing induction fuel flow meter | |
| RU2807437C1 (en) | Summing inductive fuel flow meter | |
| RU2599766C2 (en) | Electromagnetic flow meter | |
| JP3108197B2 (en) | Transmitter | |
| RU207240U1 (en) | Liquid meter | |
| JP6124572B2 (en) | Vortex flow meter | |
| RU2623680C1 (en) | System of contactless rotational speed measurement | |
| US3372591A (en) | Flowmeter | |
| Xia et al. | Mechanical Measurement Instruments |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20101117 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |