Устройство для измерения температуры вращающихся объектов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Сфветсинк Сфциалистичесинх Республик(51) М. Кл.6 01 К 13/08 с присоединением заявки па(23) Приоритет Государственный комитет СССР ио деяам изобретений и открытийОпубликовано 1 ь 04.7 й Бюллетень М 14 Дата опубликования описания 1504.79(72) Авторы изобретения В.Д. Гринец, Е.А, Демин и В.Н. Клименко Львовский ордена Ленина политехнический ицститут(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ Изобретение относится к областиэлектрических измерений.Известны устройства для измерениятемпературы вращающихся объектов спомощью бесконтактных индукционныхтокосъемных устройств - термопар, укоторых, с целью уменьшения влиянияскорости вращения, между неподвижнойкатушкой токосъемного устройства ипоказывающим прибором включен интегратор (11, или же сигнал на выходетокосъемного устройства делят на сигнал, пропорциональный скорости вращения 21,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство, содержащее термопары, установленные на вращающемся объекте иподключенные к входам бесконтактно-.го индукционного токосъемного устройства, выход которого подключен к входу усилителя, узел выделения стробимпульса, коммутатор, ячейки аналоговой памяти 13).Известное устройство имеет невы- фбсокую точность измерения температур,вызванную отсутствием поправки натемпературу свободных концов термопарв процессе проведения измерений, Кроме того, устройство не обеспечивает 8 О,получения непрерывной выходной информации о действительных значениях температур в процессе измерения,Целью изобретения является повышение точности измерения температурыи получение непрерывной выходной информации о действительных значенияхтемператур в процессе измерения,Это достигается тем, что в предлагаемое устройство включены измерительразмаха амплитуд импульсов, включенный между усилителем и общим входомкоммутатора, ячейки умножения, однивходы которых соединены через ячейки аналоговой памяти с раздельнымивыходами коммутатора, узел деления,один вход которого подключен к выходуячейки аналоговой памяти опорного ка"нала, а выход подключен к другим входам ячеек умножения, датчик температуры опорного канала, нормирующийпреобразователь, через который второй вход узла деления соединен с датчиком температуры опорного канала,датчик температуры свободных концовтермопар, суммирующие ячейки, однивходы которых через дополнительныйнормирующий преобразователь подключены к датчику температуры свободныхконцов термопар, а другие входы под65727ключены к соответстнующим выходам ячеек умножения, узел управления, выполненный в виде умножителя частоты и распределителя, выходы которого .подключены к управляющим входам коммутатора и входу подготовки измерителя размаха амплитуд импульсов, 5 а вход узла управления подсоединен к узлу выделения строб-импульса.На чертеже представлена блок-схема описываемого устройства измерения температуры вращающихся объектов. 10Устройство содержит термопары 1, подключенные к входам бесконтактного токосъемного устройства 2 индукционного типа, выход которого соединен с последовательно соединенным усили телем сигнала 3, измерителем 4 размаха амплитуд импульсов, коммутатором 5,ячейками б аналоговой п.-,мяти,ячейками умножения 7, суммирующими ячейками 8. Датчик температуры опорного канала 9 через нормирующий преобразователь 1 О подключен на один вход узла 11 давления, другой вход узла 11 деления соединен с выходом ячейки б опорного (первого) канала, Выход узла 11 деления соединен со всеми вхо- ф дами (ячеек умножения 7, Узел выделения строб-импульса 12 подключен к входу узла управления 13, выходы которого подключены с одной стороны с управляющими входами коммутатора ЗО 5 и с другой стороны - с входами подготовки измерителя 4 размаха амплитуд импульсов Датчик 14 температуры свободных концов термопар черезнормирующий преобразователь 15 подключен на входы суммирующих ячеек 8.При вращении объекта на выходе токосъемного устройства 2 наводится временная последовательность разно- полярных импульсов, число которых эа один оборот равно числу рабочих каналов измерения, а размах каждой пары разнополярных импульсов пропорционален измеряемой температуре, скорости вращения объекта и параметрам 45 канала токосъемного устройства 2Строб-импульс совмещен во времени и пространстве с измерительными импульсами опорного (первого) измерительного канала.Усилитель 3 усиливает, а измеритель размаха амплитуд импульсон 4 преобразует последовательно каждый 1-тыйразмах амплитуд импульсов в квазипостоянное напряжение, которое поступает. на общий вход коммутатора 5. 55 Узел управления 13 осуществляет функции формирования импульса, длительность которого равна периоду вращения объекта, деление этого импульса, начисло, равное числу рабочих каналов бО токосъемного устройства 2. Узел 13 содержит распределитель, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора 5 и осуществляют поочередное подключение коммутатора к соответствующим ячейкам б аналого 7 4ной памяти, Синхронизация работой распределителя узла 13 осуществляется строб-импульсом. Число ячеек аналогоной памяти б,умножения 7 и суммирования 8 равно числу рабочих каналов 1 окосъемного устройства 2, а первые ячейки б, 7 и 8 служат для хранения и переработки информации опорного ,канала, температура которого измеряется датчиком 9 температуры опорного канала, Последовательно с вращением объекта в ячейках памяти б запоминаются напряжения, пропорциональные канальным размахам амплитуд импульсов. Эта информация обновляется один раз эа оборот вращения объекта.На входы узла 11 деления подаются напряжения с выхода ячейки б первого (опорного) канала и напряжение, пропорциональное температуре опорного канала, измеряемое датчиком 9. Выходное напряжение узла 11 будет равно:То- Тсн9=12 у фгде К и Ко - соответственно коэффициенты преобразования нормирующего преобразователя 10 и узла деления 11 ф ТОТсь - соответственно температуры опорного канала и свободных концов термопар.На вход каждой ячейки 7 поступает два напряжения: одно с выхода ячейки памяти б - П 1, другое с выхода узла деления 11 - ПИ. На выходе каждой ячейки 7 сигнала будет пропорционален произведению этих напряжений, т,е.:)7= к 1 КВ РО 1 СВ)01где Б 7 - выходное напряжение 1-й ячейки 7, и не будет зависеть ни от изменения скорости вращения, ни от температурных измерений параметров каналов токосъемного устройства, так как в последнее выражение входит отношение амплитуд импульсов 1-го и опорного каналон, в одинаковой степени зависящих от вышеуказанных влияющих неинформативных факторов, Выходные сигналы ячеек 7 поступают на входы суммирующих ячеек 8, на другие входы которых поступает сигнал, пропорциональный температуре свободных концов термопар, измеряемой датчиком 14, расположенным в месте расположения токосъемного устройства 2. Выходные сигналы ячеек 8 будут пропорциональны разности напряжений с выхода ячеек 7 и напряжения с выхода преобразователя 15:ОВ 1 = 071 - ОВ =К 1 К 2 - (ТО Тсн) К 1 ФК 15 ТСВ 1 Я где 1)ц - ныходное напряжение преобразователя 15, К 4, Кб - коэффициенты преобразования датчика 14 и преобразователя 15,При соблюдении условия К 4 Кц=КК 2 выходные напряжения ячеек 8 будут пропорциональны измеряемым температурамгде Т - измеряемая температура.Точность измерения температурыустройством будет определяться в основном точностью измерения температуры опорного канала, которая измеряется датчиком 9.Применение предлагаемого устройства обеспечивает;измерение температуры вращающихсяобъектов, у которых отсутствует доступ к валу и скорости которых свыше19000 об./мин;отсутствие влияния на результатизмерения изменений скорости вращения и параметров каналов токосъемного устройства;высокое быстродействие;получение без последующих преобразований и расшифровки непрерывнойинформации о действительных значениях измеряемых температурах;измерение и других технологических параметров вращающихся объектов,если они могут быть преобразованысоответствующими датчиками в напряжение,На базе устройства создано и прошло испытание 30-канальное устройствоизмерения температур вращающегосяобъекта, погрешность которого (безучета погрешности термопар) не пре-.вышает 0,5-1,0.Применение предлагаемого устроЯства для оперативного контроля температур вращающегося объекта (газотурбинной установки) позволит исключить аварийные ситуации и повыситьсрок его службы.Формула изобретенияУстройство для измерения температуры вращающихся объектов, содержащее термопары, установленные наобъекте и подключенные к входам бесконтактного индукционного токосъемного устройства, выход которого подключен к входу усилителя, узел выделения, строб-импульса, коммутатор,5 ячейки аналоговой памяти, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности измерения температур и получения непрерывной выходнойинформации о действительных значениях0 температур в процессе измерения, внего введены измеритель размаха амплитуд импульсов, включенный междуусилителем и общим входом коммутатора, ячейки умножения, одни входыкоторых соединены через ячейки аналоговой памяти с раздельными выходамикоммутатора, узел деления, один входкоторого подключен к выходу ячейкианалоговой памяти опорного канала,а выход подключен к другим входамячеек умножения, датчик температурыопорного канала, нормирующий преобразователь, через которыЯ второй входузла деления соединен с датчиком,температуры опорного канала, датчик температуры свободных концов термопар,суммирующие ячейки, одни входы которых через дополнительный нормирующийпреобразователь подключены к датчикутемпературы свободных концов термопар, а другие входы подключены к соответствующим выходам ячеек умножения, узел управления, выполненный ввиде умножителя частоты и распределителя, выходы которого подключены к35 управляющим входам коммутатора ивходу подготовки измерителя размахаамплитуд имп,льсов, а вход узла управления подсоединен к узлу выделения строб-импульса,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельствоМ 233538, кл. С 01 К 13/08, 29,12,672, Авторское свидетельство45 9 303532, кл. С 01 К 13/08, 17,12,69,3, Авторское свидетельствоР 530202, кл. б 01 К 13/08, 30.09.76.657277 актрис Са Хейфи инская филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектн 4 Эакаэ 1332/61 ЦНИИПИ по де 1130 35 МосСоставитель С, РадэивнллТехред Н. БабУРка Косрект Тираж 765 Подписноосударственного комитета СССРач нэобретений и открьпнй ва ЖРачаская наб. д 4