Электронный тахометр-сигнализатор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 917085(22)Заявлено 130830 (21) 297 М; Кл. С 01 Р 3/18 6/18-1 присоединен 1 ееударстееппый квинтет СССР по делам пзебретекий и вткрытнй(23) Приоритет Опубликовано 30.03 Я. БтоДата опубликования описан етень 1 30.0 3,82(71) Заявит 1) ЭЛЕКТРОННЫЙ ТАХОМЕТР-СИГНАЛИЗАТОР Изобретение относится к техникеконтроля и регулирования и может бытьиспользовано для измерения скоростивращения и для контроля уровняопасных крутильных колебаний и предотвращения отказов в силовых передачах двигателей при выходе иэ строягасителя крутильных колебаний.Известны частотные датчики скорости с электронной аппаратурой обработки сигналов для измерения скоростейвращения 1 1 и 1 2 1,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяэлектронный тахометр-сигнализатор,который содержит частотный датчики измерительную схему, включающуюпреобразователь, соединенный черезформирователь с частотным датчиком,фильтр низкой частоты (ФНЧ) и индикаторный прибор. С формирователя и.преобразователя получают импульсыпостоянной вольтсекундной площади Устройство измеряет среднюю ипеременную составляющие скорости вращения вала двигателя и может бытьиспользовано для определения изменения уровня крутильных колебаний всиловой передаче двигателя 13Недостатком этого устройства является низкая точность контроля уровня крутильных колебаний в силовойпередаче двигателя, обусловленнаятем, что при запуске и работе двигателя в переходных режимах, когда несущая частота сигнала, получаемогос датчика, изменяется в широком диапазоне и попадает в полосу пропускания фНЧ, возможны ложные срабатывания индикаторного прибора, сигнализирующего об аварийном состоянии всиловой передаче.20Цель изобретения - повышение надежности контроля уровня крутильныхколебаний в силовой передаче.Поставленная цель достигаетсятем, что в известный электронный та3хометр-сигнализатор, содержащийчастотный датчик, последовательновключенные к нему формирователь ипреобразователь, к выходу которогоподключены индикатор и фильтр низкой частоты, введены полосовойфильтр, первый и второй компараторы,амплитудный детектор и схема совпадения, при этом вход полосовогофильтра подключен к выходу преобразователя, а выход его через амплитудный детектор и первый компараторсоединен с первым входом схемы совпадения, выход фильтра низкой частотычерез .второй компаратор соединен со 15вторым входом схемы совпадения, авыход ее подключен к второму входу,индикатора.При этом датчик установлен в сило.вой передаче двигателя на расстоянии1/4 3 - 3/4 А от узла колебаний,где 3 - длина волны, соответствующаярезонирующей гармоникеКроме того, частота среза фильтранизкой частоты определяется соотноше- р 5нием 85 4детектор 7, первый компаратор 8, второй компаратор 9 и схему 10 совпаденияДатчик 1 соединен последовательно через формирователь 2 с преобразователем 3, выход которого подключен к входу фильтра низкой частоты и входу полосового фильтра 5 и к одному из входов индикаторного прибора 4, выход полосового фильтра 5 через амплитудный детектор 7 и первый компаратор 8 соединен с одним из входов схемы 10 совпадения, выход фильтра 6 низкой частоты через второй компаратор 9 соединен с другим входом индикаторного прибора 4,При этом частотный датчик может быть выполнен в виде зубчатого диска-индикатора и магнитоэлектрического датчика;Если конструкция двигателя позволяет применить специальный диск-индуктор с любым требуемым количеством зубьев, выражение(1) примет вид50 55 где п - значение минимальных резо 1 ЫИнансных оборотов вала двигателя, мин,- коэффициент, зависящий атконструкции датчика иравный числу импульсов,индуцируемых в датчике заодин оборот вала.При выполнении измерительной схемы указанным образом и установлении частотного датчика в сечении, близком к пучности колебаний, т.е. в сечении опасных резонансных крутильных коле- баний, частота среза ФНЧ, определяемая из соотношения (1), охватывает опасные резонансные частоты крутильных колебаний в силовой передаче, что при пуске и работе двигателя в переходных режимах устраняет ложные срабатывания иидикаторного прибора и повышает надежность контроля уровняопасных крутильных колебаний в силовой передаче.Йа чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Электронный тахометр-сигнализатор содержит частотный датчик 1, формирователь 2, преобразователь 3, индикаторный прибор 4, полосовой фильтр 5, фильтр 6 низкой частоты, амплитудный где К = г - число зубьев. Если специальный диск применить нельзя, а применена штатная шестерняс ограниченным числом зубьев, томагнитоэлектрический преобразователь выполняют многополюсным и выражение (1) принимает вид где К =а - число полюсов преобразователя.Индикаторный прибор 4 оборудованустройством аварийной световой (лампочка) и/или звуковой (сирена) сигнализации,Устройство работает следующим образом,При работе двигателя в частотном датчике 1 индуцируются импульсы, частота которых пропорциональна скорости вращения вала двигателя. Преобразователь 2 и формирователь 3 преобразуют полученные импульсы и формируют из них импульсы постоянной вольтсекундной площади.При нормальной работе двигателя в рабочем диапазоне скоростей вращения в спектре выходного сигнала формирователя 3 отсутствуют составляющие, лежащие в полосе пропусканияформула изобретения Электронный тахометр-сигнализатор, содержащий частотный датчик, последовательно подключенные к нему формирователь и преобразователь, к выходу которого подключены индикатор и фильтр низкой частоты, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности контроля уровня крутильных колебаний, в тахометр введены полосовой фильтр, первый и второй компараторы, амплитудный детектор и схема совпадения, при этом вход полосового фильтра подключен к выходу преобразователя, а выход его через амплитудный детектор и первый компаратор соединен с первым входом схемы совпадения, выход фильтра низкой частоты через второй компаратор соединен с вторым входом схемы совпадения, а выход ее подключен к второму входу индикатора. 5 91708 фильтра 5. При этом порог срабатыва ния первого компаратора 8 выбирают в 1,5 раза выше напряжения, соответствующего максимальному уровню колебаний, наблюдаемых в рабочем диапазоне скоростей вращения (при исправном гасителе крутильных колебаний в двигателе). Порог срабатывания второго компаратора 9 выбирают равным напряжению, соответствующему мини мальному уровню колебаний.В силу этого напряжение на выходе амплитудного детектора 7 недостаточно для срабатывания первого компаратора 8 и на выходе схемы 10 совпаде ния сигнал отсутствует и аварийная сигнализация не включается.При работе двигателя на минималь" ной скорости вращения при совпадении несущей частоты с резонансной часто о той крутильной системы в спектре выходного сигнала формирователя 3 могут появиться составляющие, лежащие в полосе пропускания полосового фильтра 5. Однако, так как скорость 25 вращения вала при этом существенно меньше минимальных .резонансных оборотов, опасных для прочности сило" вой передачи двигателя, второй компаратор 9, а также схема 10 совпаде- Зо ния не сработают из-за недостаточного уровня напряжения на,фильтре 6 низкой частоты и аварийная сигнализация также не включается.При появлении на валу двигателя опасных резонансных крутильных колебаний (в случае неисправности гасителя крутильных колебаний в силовой передаче двигателя), двигатель работает на минимальных резонансных обо, ротах и уровень частотной модуляции сигнала с датчика 1 резко возрастает, что приводит к срабатыванию первого компаратора 8. При этом одновременно срабатывает и второй компаратор 9 4 порог срабатывания которого соответствует напряжению выходного сигнала формирователя 3 и фильтра 6 низкой частоты на минимальных резонансных оборотах. Схема 10 совпадения срабатывает, и сигнал с ее выхода включает аварийную сигнализацию индикаторного прибора 4. По этому сигналу водитель транспортного средства останавливает двигатель и устраняет 5 6неисправность до того, как произошла авария,Таким образом, предлагаемый элект" ронный тахометр-сигнализатор позволяет с достаточной степенью точности определить уровень крутильных коле" баний в наиболее напряженном сечении силовой передачи двигателя и предот" вратить аварию с тяжелыми последствиями (поломки коленвала, элементов силовой передачи и т.д.).Использование предлагаемого электронного тахометра-сигнализатора позволяет избежать аварийных отказов тепловозных, судовых и других тепловых двигателей из-за выхода из строя гасителя крутильных колебаний. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Утямышев С.И.Техника измеренияскоростей вращения. М.-Л., 1961,с. 43-532. Авторское свидетельство СССРМ 634213, кл. 6 01 Р 3/48, 1977.3. Елизаров А.Н. и Санников В.А.Аналоговый частотомер-дискриминаторЧ 4-29. - "Вопросы радиоэлектроники",сер. РИТ, вып, 1, 1973, с. 13 (прототип).Корректор С,Векмар писное аказ иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, ч Тираж 883ударственного изобретений и Ж, Раушская 79/бМ ВНИИПИ Го по дела 3035, Москва, Подитета СССРкрытийб., д. 4/5