RU5646U1 - DEVICE FOR POWER MEASUREMENT - Google Patents

DEVICE FOR POWER MEASUREMENT Download PDF

Info

Publication number
RU5646U1
RU5646U1 RU96116453/20U RU96116453U RU5646U1 RU 5646 U1 RU5646 U1 RU 5646U1 RU 96116453/20 U RU96116453/20 U RU 96116453/20U RU 96116453 U RU96116453 U RU 96116453U RU 5646 U1 RU5646 U1 RU 5646U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
measuring
active element
excitation
probe
measurement
Prior art date
Application number
RU96116453/20U
Other languages
Russian (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 RU96116453/20U priority Critical patent/RU5646U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU5646U1 publication Critical patent/RU5646U1/en

Links

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

Устройство для измерения силы, содержащее промежуточный преобразователь, активный элемент, измерительный зонд, блок возбуждения, блок измерения и индикатор, отличающееся тем, что 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.A device for measuring the force, comprising an intermediate transducer, an active element, a measuring probe, an excitation unit, a measuring unit and an indicator, characterized in that the active element is made in the form of a ring of magnetoelastic material, and the measuring probe is made in the form of two perpendicular to each other and the axis of the probe magnetic circuits with excitation and measurement coils, and during the measurement, a measuring probe is installed inside the ring.

Description

Устройство для измерения силыForce Measuring Device

Полезная модель относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использована при измерении силы.The utility model relates to the field of instrumentation and can be used in measuring force.

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).Known devices for measuring force, containing an intermediate transducer, an active element in the form of load cells, an excitation unit, a measurement unit and an indicator (1). A disadvantage of the known devices is the low sensitivity of the load cells, the need for wired communication between the load cells and the excitation and measurement unit (which significantly reduces the reliability and explosion safety of devices when working in explosive atmospheres).

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 нз 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.A device for measuring force is known, comprising an intermediate transducer, an active element, a measuring probe (sensor), an excitation unit, a measurement unit, and an indicator, while magnetoelastic material is used as the active element (2). In the known device, the primary signal is removed using special coils wound on a core of magnetically elastic material. A disadvantage of the known device is the need to use wired communication between the active element and the excitation and measurement unit, which leads to a decrease in the reliability and safety of the device when working in explosive atmospheres, especially in conditions of constant movement of the measured object.

Полезная модель направлена на повышение надежности и безопасности при работе во взрывоопасной среде.The utility model is aimed at improving reliability and safety when working in explosive atmospheres.

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.This is achieved by the fact that in a device containing an intermediate transducer, an active element, a measuring probe, an excitation unit, a measuring unit and an indicator, the active element is made in the form of a ring of magnetoelastic material, and the measuring probe is made in the form of two magnetic cores perpendicular to each other and the axis of the probe with excitation and measurement coils, moreover, during measurement, the measuring probe is installed inside the ring.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, на фиг. 2 показано возможное положение измерительного зонда во время проведения измерения, на фиг. 3 показан вариант использования предлагаемого устройства.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the proposed device, in FIG. 2 shows the possible position of the measuring probe during the measurement; FIG. 3 shows a use case of the proposed device.

На фигуре 1. изображено предлагаемое устройство.The figure 1. shows the proposed device.

Устройство для измерения силы содержит промежуточный преобразователь 1, воспринимающий силу Р 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 катущкой возбуждения 6 и катущкой измерения 7, причем катущка возбуждения 6 подключена к блоку возбуждения 8, а катущка измерения 7 подключена к последовательно соединенным блоку измерения 9 и индикатору 10.The device for measuring the force contains an intermediate transducer 1, which receives the force P and is coupled to the active element 2, a ring of magnetoelastic material, in which a measuring probe 3 is installed, consisting of two magnetic circuits 4 and 5 with the excitation coil 6 and measurement coil 7 wound on them, moreover, the excitation coil 6 is connected to the excitation unit 8, and the measurement coil 7 is connected to the measurement unit 9 and the indicator 10 connected in series.

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 внещней силы Р происходит деформация активного элемента 2, вследствие чего изменяются магнитные характеристикиThe device operates as follows. At the time of measurement, the measuring probe 3 is inserted into the active element 2 - a ring of magnetoelastic material. The excitation unit 8 generates an excitation current flowing along the excitation coil 6 of the measuring probe 3 and creates an electromagnetic field that magnetizes the inner surface of the active element. As a result of the action of the external force P, the deformation of the active element 2 occurs, as a result of which the magnetic characteristics change

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 какиелибо 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.material of the ring in sections A, B, C, D, which leads to the appearance of a magnetic field in the magnetic circuit 5, as a result of which a signal appears in the measuring coil 7, which is directly proportional in amplitude and phase to the magnitude and direction of the external force P. Next, the signal with the measuring the windings 7 of the measuring probe 3 goes to the measuring unit 9 and then to the indicator 10. The proposed device has a detuning from the influence of the gap between the inner surface of the active element 2 and the ends of the magnetic circuits 4 and 5. The specified detuning concludes I'm next. As a result of the inaccuracy of the installation of the probe 3 inside the active element 2, a change in the air gap is possible (up to 20 microns - differences in diameters). But since the increase (decrease) of the gap on one side K, L causes a corresponding decrease (increase) on the diametrically opposite side of M, H, the total gap and, accordingly, its magnetic resistance remain almost unchanged. The stability of the magnetic resistance leads to the stability of the electromagnetic field of the excitation (the excitation current is maintained by a stable excitation block) and, accordingly, to the detuning from the gap. In the specified device there are no any wire connections between the active element 2 and the measuring probe 3. The interaction between them occurs using an electromagnetic field. The specified factor leads to increased reliability and explosion safety of the device when working in explosive atmospheres. Since the device has a detuning from the gap between the active element 2 and the measuring probe 3, the measurement accuracy is maintained at the level of the prototype.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации позволил установить, что заявитель не обнаружил источник , характеризующийся признаками.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patents and scientific and technical sources of information, made it possible to establish that the applicant did not find a source characterized by features.

у,at

тождественными всем существенным признакам заявленного полезной модели. Определение выявленных аналогов прототипа позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле. Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию новизна.identical to all the essential features of the claimed utility model. The determination of the identified analogues of the prototype allowed us to establish a set of significant distinguishing features in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed device, set forth in the formula. Therefore, the claimed utility model meets the condition of novelty.

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.З). Погрешность измерения усилия составила менее 1,6 % в интервале рабочих температур от - 40°С до + 45°С. 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, шахных 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.The specified device was used in a portable dynamometer system of oil rigs when measuring the force (force) arising from the translational-reciprocal movement of the string of pump rods. Oil pumping machines were equipped with intermediate elements 1 (with built-in active elements 2) installed between traverses 3 (Fig. 3). The error in measuring the force was less than 1.6% in the range of operating temperatures from - 40 ° C to + 45 ° C. During the test, increased reliability of the device was noted in terms of resistance to clearance, traces of dirt, traces of oil and oil products. The proposed device can be used in various critical structures (bridges, cranes, shaft supports, etc.) to quickly determine the levels of loads and stresses. Given the low cost of an active transducer, the cost of force measuring equipment is low. The applicant intends to equip all of his fields with the proposed devices (about 2000 wells) at the rate of 300 active converters per 1 set of electronic units.

1.Аш Ж. с соавторами. Датчики измерительных систем: В 2-х книгах.Кн.2., М.,Мир, 1992, С.41-54.1.Ash J. et al. Sensors of measuring systems: In 2 books. Kn.2., M., Mir, 1992, S.41-54.

2.Твердин Л.М. и др. Автоматические устройства с магнитоупругими преобразователями. М.,Энергия, 1974, с.6-7. АВТОРЫ: -/-if А.Г. Цыпуштанов К.Е. Елисеев А.А.Истомин Д.И. Фозекош2. Tverdin L.M. etc. Automatic devices with magnetoelastic converters. M., Energy, 1974, p.6-7. AUTHORS: - / - if A.G. Tsypushtanov K.E. Eliseev A.A. Istomin D.I. Fozekosh

Claims (1)

Устройство для измерения силы, содержащее промежуточный преобразователь, активный элемент, измерительный зонд, блок возбуждения, блок измерения и индикатор, отличающееся тем, что 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.A device for measuring the force, comprising an intermediate transducer, an active element, a measuring probe, an excitation unit, a measuring unit and an indicator, characterized in that the active element is made in the form of a ring of magnetoelastic material, and the measuring probe is made in the form of two perpendicular to each other and the axis of the probe magnetic circuits with excitation and measurement coils, and during the measurement, a measuring probe is installed inside the ring.
RU96116453/20U 1996-08-12 1996-08-12 DEVICE FOR POWER MEASUREMENT RU5646U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96116453/20U RU5646U1 (en) 1996-08-12 1996-08-12 DEVICE FOR POWER MEASUREMENT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96116453/20U RU5646U1 (en) 1996-08-12 1996-08-12 DEVICE FOR POWER MEASUREMENT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU5646U1 true RU5646U1 (en) 1997-12-16

Family

ID=48267744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96116453/20U RU5646U1 (en) 1996-08-12 1996-08-12 DEVICE FOR POWER MEASUREMENT

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU5646U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU973040A3 (en) Method and apparatus for measuring parameters of mechanical load on ferromagnetic body
CN106290553A (en) A kind of electromagnetic transducer system of novel detection defect in rope
RU5646U1 (en) DEVICE FOR POWER MEASUREMENT
CN205538062U (en) Magnetic flux suo li detection device based on MEMS acceleration sensor revises
US4289024A (en) Well casing free-point indicator
RU2115899C1 (en) Gear measuring force
RU2231750C2 (en) Method of and device for measuring parameters of movement of turbomachinerotor blade and faces
RU2001128250A (en) The method of measuring the motion parameters of the ends of the blades of the rotor of a turbomachine and a device for its implementation
RU2148710C1 (en) Device for dynamometer testing of sucker rod pumps
SU1454959A1 (en) Induction well-logging probe
RU2775396C2 (en) Device for monitoring stress-strain state of metal strcutures
RU2306554C1 (en) Device of the non-contact magnetometric control over the state of the pipeline metal
GB924276A (en) Improvements relating to arrangements for measuring load on ropes
SU1163275A1 (en) Gauge for measuring parameters of vibration
SU148932A1 (en) Contactless electromagnetic sensor for measuring the torque transmitted by a rotating shaft
SU706716A1 (en) Dynamometer for deep-well sucker-rod pumps
RU2063047C1 (en) Accelerometer
SU1516237A1 (en) Pickup for measuring powder parameters when turning
SU1161696A1 (en) Magnetoelastic transmitter
SU1049760A1 (en) Magneto-elastic force cell
SU832514A1 (en) Device for logging magnetic susceptibility
SU1239513A1 (en) Transformer transducer of shifts
CN2056248U (en) Suspended liquid specific buoyancy meter
RU2210781C2 (en) Compensating accelerometer
SU375540A1 (en) PRIMARY MEASURING CONVERTER