RU2354942C1 - Device for end thrust and rotation speed measurement in rotating shafts - Google Patents
Device for end thrust and rotation speed measurement in rotating shafts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2354942C1 RU2354942C1 RU2007135035/28A RU2007135035A RU2354942C1 RU 2354942 C1 RU2354942 C1 RU 2354942C1 RU 2007135035/28 A RU2007135035/28 A RU 2007135035/28A RU 2007135035 A RU2007135035 A RU 2007135035A RU 2354942 C1 RU2354942 C1 RU 2354942C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- sensor
- magnetoelastic
- end thrust
- axial force
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения осевых усилий валов различных силовых установок, используемых на морских судах, в металлургии и других областях техники.The invention relates to load-measuring equipment and can be used to measure the axial forces of the shafts of various power plants used on ships, in metallurgy and other fields of technology.
Известно устройство под названием бесконтактный измеритель упора гребного винта, авторское свидетельство №421579, B63h 23/24 G01, бюллетень №12 от 30.03.74. авт. B.C.Михайлов, А.И.Солодовников, действие которого основано на использовании изменения магнитных свойств материала вала под влиянием упругих деформаций, в котором для увеличения выходного напряжения сердечники измерителя попарно расположены вдоль и поперек оси вала.A device is known as a non-contact meter of propeller stop, copyright certificate No. 421579, B63h 23/24 G01, bulletin No. 12 dated 03.30.74. author B.C. Mikhailov, A.I. Solodovnikov, whose action is based on the use of changes in the magnetic properties of the shaft material under the influence of elastic deformations, in which, to increase the output voltage, the meter’s cores are arranged in pairs along and across the axis of the shaft.
Однако такое устройство имеет низкую помехоустойчивость, обусловленную вредным влиянием магнитной неоднородности материала вала.However, such a device has a low noise immunity due to the harmful effect of magnetic inhomogeneity of the shaft material.
Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.The aim of the invention is to increase noise immunity.
Это достигается тем, что для уменьшения вредного влияния магнитной неоднородности материала вала предлагается использовать линейно-кольцевой магнитоупругий датчик осевого усилия. Линейно-кольцевой магнитоупругий датчик осевого усилия состоит из секций, симметрично расположенных по окружности вала. Каждая секция состоит из последовательно включенных трансформаторных магнитоупругих преобразователей приставного типа, расположенных вдоль линии вала и установленных с зазором по отношению к нему. При этом уровень помеховой составляющей уменьшается в раз, где z количество трансформаторных магнитоупругих преобразователей.This is achieved by the fact that to reduce the harmful effects of magnetic inhomogeneity of the shaft material, it is proposed to use a linear annular magnetoelastic axial force sensor. The linear-ring magnetoelastic axial force sensor consists of sections symmetrically located around the circumference of the shaft. Each section consists of sequentially connected transformer magnetoelastic transducers of an attached type located along the shaft line and installed with a gap in relation to it. In this case, the level of the interference component decreases in times, where z is the number of transformer magnetoelastic transducers.
Принцип действия магнитоупругих преобразователей описан в [1, 2].The principle of operation of magnetoelastic transducers is described in [1, 2].
Выражение для ЭДС трансформаторного магнитоупругого преобразователя имеет следующий вид [1].The expression for the EMF of a transformer magnetoelastic transducer has the following form [1].
где ω - угловая частота сети;where ω is the angular frequency of the network;
γ - электрическая проводимость материала вала;γ is the electrical conductivity of the shaft material;
µу, µх - значения магнитных проницаемостей материала вала вдоль действия главных нормальных напряжений;µ y , µ x - values of the magnetic permeability of the shaft material along the action of the main normal stresses;
- эквивалентное значение магнитной проницаемости; - the equivalent value of magnetic permeability;
α - угол между координатными осями Х1, Y1, связанными с магнитопроводом преобразователя, и главными осями анизотропии X,Y, совпадающими с направлением главных нормальных напряжений (см. фиг.1);α is the angle between the coordinate axes X 1 , Y 1 associated with the magnetic circuit of the transducer, and the main axes of anisotropy X, Y, coinciding with the direction of the main normal stresses (see figure 1);
Фm - амплитудное значение магнитного потока, втекающего в контролируемый участок вала через полюса обмотки возбуждения.F m - the amplitude value of the magnetic flux flowing into the controlled portion of the shaft through the poles of the excitation winding.
Анализ этого выражения показывает, что приведенная зависимость изменяется по периодическому закону в функции угла и имеетAn analysis of this expression shows that the given dependence varies according to the periodic law in the function of the angle and has
экстремальные значения при extreme values for
где n=0, 1, 2, 3…where n = 0, 1, 2, 3 ...
При α=45° ЭДС преобразователя имеет максимальное значение и равна:At α = 45 °, the EMF of the converter has a maximum value and is equal to:
Таким образом, для использования трансформаторного магнитоупругого преобразователя в качестве преобразователя осевого усилия его магнитопровод необходимо расположить с зазором относительно вала в соответствии с фиг.2.Thus, in order to use the transformer magnetoelastic transducer as an axial force transducer, its magnetic circuit must be positioned with a clearance relative to the shaft in accordance with FIG. 2.
На фиг.2 показаны проекции полюсов магнитопровода преобразователя на поверхность вала.Figure 2 shows the projection of the poles of the magnetic circuit of the Converter on the surface of the shaft.
А, В - проекции полюсов обмотки возбуждения.A, B - projection of the poles of the field winding.
С, Д - проекции полюсов измерительной обмотки.C, D - projection of the poles of the measuring winding.
Измерительные обмотки трансформаторных магнитоупругих преобразователей включаются последовательно таким образом, чтобы выходной сигнал линейно-кольцевого магнитоупругого датчика осевых усилий был равен сумме выходных сигналов преобразователей [2].The measuring windings of transformer magnetoelastic transducers are connected in series so that the output signal of the linear-ring magnetoelastic axial force sensor is equal to the sum of the output signals of the transducers [2].
На фиг.3 представлена структурная схема предлагаемого устройства.Figure 3 presents the structural diagram of the proposed device.
Устройство для измерения осевого усилия во вращающихся валах содержит источник переменного напряжения 1 выход, которого подключен к линейно-кольцевому магнитоупругому датчику осевых усилий 2 и фазовращателю 3. К одному входу сумматора 4 подключен выход линейно-кольцевого магнитоупругого датчика осевых усилий 2, к другому выход фазовращателя 3. Таким образом, происходит компенсация нулевого сигнала. Выход сумматора 4 подключен через последовательно соединенные полосовой фильтр 5, выпрямитель 6 и фильтр нижних частот 7 к измерительному прибору 8.A device for measuring axial force in rotating shafts contains an
Устройство работает следующим образом. Сигнал с линейно-кольцевого магнитоупругого датчика осевого усилия 2 поступает на схему компенсации нулевого сигнала, образованную фазовращателем 3 и сумматором 4, а с ее выхода - на полосовой фильтр 5. Полосовой фильтр 5 пропускает на выпрямитель 6 только спектральные составляющие полезного сигнала. Сигнал с выпрямителя 6 поступает на сглаживающий фильтр нижних частот 7. Выпрямленный и отфильтрованный полезный сигнал поступает в измерительный прибор 8.The device operates as follows. The signal from the linear-ring magnetoelastic
ЛитератураLiterature
1. Жадобин Н.Е. «Магнитоупругие датчики в судовой автоматике». Л.: Судостроение, 1985, 36 с.1. Zhadobin N.E. “Magnetoelastic sensors in ship automation.” L .: Shipbuilding, 1985, 36 p.
2. Жадобин Н.Е., Крылов А.П., Малышев В.А. «Элементы и функциональные устройства судовой автоматики». СПб., 1998, 440 с.2. Zhadobin N.E., Krylov A.P., Malyshev V.A. "Elements and functional devices of ship automation". St. Petersburg, 1998, 440 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007135035/28A RU2354942C1 (en) | 2007-09-20 | 2007-09-20 | Device for end thrust and rotation speed measurement in rotating shafts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007135035/28A RU2354942C1 (en) | 2007-09-20 | 2007-09-20 | Device for end thrust and rotation speed measurement in rotating shafts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2354942C1 true RU2354942C1 (en) | 2009-05-10 |
Family
ID=41020073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007135035/28A RU2354942C1 (en) | 2007-09-20 | 2007-09-20 | Device for end thrust and rotation speed measurement in rotating shafts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2354942C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110967129A (en) * | 2019-12-05 | 2020-04-07 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | High-temperature rotor system axial force testing system and method |
-
2007
- 2007-09-20 RU RU2007135035/28A patent/RU2354942C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Жадобин Н.Е., Крылов А.П., Малышев В.А. Элементы и функциональные устройства судовой автоматики. - СПб.: 1998, 440 с. Жадобин Н.Е. Магнитоупругие датчики в судовой автоматике. - Л.: Судостроение, 1985, 36 с. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110967129A (en) * | 2019-12-05 | 2020-04-07 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | High-temperature rotor system axial force testing system and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101598573B (en) | Direct shaft power measurements for rotating machinery | |
US9146163B2 (en) | Proximity and strain sensing | |
US2365073A (en) | Means for indicating horsepower and horsepower factors | |
JP2010048552A (en) | Nondestructive inspecting device and method | |
Borges et al. | New contactless torque sensor based on the Hall effect | |
Beth et al. | Magnetic measurement of torque in a rotating shaft | |
US6779409B1 (en) | Measurement of torsional dynamics of rotating shafts using magnetostrictive sensors | |
RU2354942C1 (en) | Device for end thrust and rotation speed measurement in rotating shafts | |
JP6242155B2 (en) | Nondestructive inspection apparatus and nondestructive inspection method | |
CN1030642A (en) | Magnetically elastic torque sensor | |
Xiu et al. | Study on an innovative self-inductance tension eddy current sensor based on the inverse magnetostrictive effect | |
CN108375437A (en) | Ship shaft power measurement method based on counter magnetostriction effect | |
JP6378554B2 (en) | Nondestructive inspection apparatus and nondestructive inspection method | |
CN102539042A (en) | Marine diesel engine shaft power monitoring sensor | |
CN108692840A (en) | Signal detecting method based on magnetomechanical effects torque sensor | |
JPS5946527A (en) | Torque detecting device | |
RU2326355C2 (en) | Device for measuring torque on rotating axles | |
CN107727733A (en) | A kind of conductivity meter based on impulse eddy current | |
KR101204007B1 (en) | Angular Displacement Sensor Using Magnetorheological Fluid And Displacement Sensing Apparatus Including The Same | |
CN207540633U (en) | A kind of liquid level detection device | |
CN2033899U (en) | Magneto-elastic torque transmitter | |
JPS6255533A (en) | Torque-measuring apparatus | |
Gu et al. | The principle and application of a new technique for detecting wire rope defects | |
SU1384972A1 (en) | Magnetoelastic torque generator | |
SU1043481A1 (en) | Electromagnetic method for measuring ferromagnetic article diameter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180921 |