Устройство для измерения температурывращающихся деталей машин

Союз Советскик Социалистических Реслубтик(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 180779 (2 ) 2799130/18-10 (51) М. КЛ. 6 01 К 13/08 с присоединением заявки Ио Государственный комитет СССР по аелам изобретений н открцтнй(72) Авторы изобретения Е.П.Дыбан, В.Н.Клименко, И.И.Ковален вской теплофизики /СР ститут тех Украинско аяви(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРАЦАЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ МАШ ЕР Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к устройствам для измерения температуры вращающихся деталей машин с бесконтактным звеном передачи инФормации от вращающегося датчика к неподвижному измерительному прибору, и может быть использовано для измерения температуры вращающихся деталей машин, преимущественно газотурбостроении.Известно устройство для измерения температуры вращающихся объектов, содержащее датчик температуры, бесконтактное звено передачи информации, выполненное в виде индукционно связан ных подвижной и неподвижной катушек, усилитель и индикаторный прибор 1.Недостатком устройства является невысокая точность измерения, вызванная тем, что амплитуда выходного 2 сигнала зависит от сопротивления измерительной цепи.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения температуры 25 вращакщихся деталей машин, содержащее размещенные на вращающейся детали катушки индуктивности с подключенными к ним термопреобразователями, неподвижно установленные электричес 2ки связанные между собой приемные катушки индуктивности с подключенным к ним индикаторным прибором и неподвижно установленные по обе стороны от плоскости перемещения подвижных катушек две электрически связанные между собой компенсационные катушки индуктивности, соединенные с регулируемым источником пострянного тока. В этом устройстве постоян-, ный ток, протекающий в цепи термопреобразователя и пропорциональный измеряемой температуре детали, возбуждает в подвижных катушках магнитное поле, которое при вращении детали индуцирует в приемных катушках импульсы ЭДС с амплитудой, пропорциональной измеряемой температуре. Величину наведенного при этом тока контролируют по индикаторному прибору, подключенному к приемным катушкам. В компенсационных катушках, подключенных к регулируемому источнику постоянного тока, также возбуждается магнитное поле, которое при вращении детали индуцирует компенсирующие импульсы ЭДС в подвижных катушках, размещенных на этой детали, при этом наведенный ток направлен навстречу току термопреобра 830154зователя, Кзменяя величину тока вкомпенсационных катушках, можно пол-ностью скомпенсировать ток термопреобр аз ов ат ел я, т . е. добит ься т акогорезультата, что величина сопротивления измерительной цепи: термопреобразователь - подвижные катушки, невлияет на точность измерения .Недостаток этого устройства заключается в том, что применение двух компенсационных катушек с сердечникамивносит дополнительные ошибки в измерение температуры вращающихся деталей.Это происходит вследствие того, чтов процессе работы устройства в условиях воздействия температур, вибрации, механических нагрузок, внешних 15магнитных полей и по другим причинаммагнитные свойства сердечников неостаются постоянными, что неизбежно ведет к изменению передаточных характеристик устройства, а, следовательно, к снижению точности измерения, Однако исключить сердечники изсостава компенсационных катушек невозможно, так как при этом существеньо,меняются характер распределения 5и интенсивность магнитного поля,создаваемого этими катушками, чтоведет к уменьшению чувствительностиустройства и искажению формы компенсирующих импульсов, вследствие чегоне достигается полная компенсация тока термопреобразователя.Цель изобретения - повышение точности измерения температуры.Поставленная цель достигается тем,что в устроЦство дополнительно введены две компенсационные катушки, причем все компенсационные катушкиэлектрически соединены между собойи установлены на равном расстояниидруг от друга вдоль окружности, лежащей в плоскости, касательной к поверхности перемещения оси подвижнойкатушки, осями вдоль радиусов. этойокружности,Кроме того, осевые отверстия компенсационных катушек, ограниченныевитками их обмоток, имеют прямоугольное сечение с большими сторонами, параллельными плоскости окружности,вдоль которой расположены компенсационные катушки.На Фиг. 1 приведено устройство дляизмерения температуры вращающихсядеталей; общий вид, разрез, на фиг.2 то же вид сверху; на фиг, 3 - схема играфики, поясняющие принцип формирования компенсирующего импульса.Устройство для измерения температуры вращающихся деталей содержит диэлектрический диск 1, расположенныйна валу 2 термометрируемой детали. 60В диске 1 установлены подвижные катушки 3, к каждой из которых подключен термопреобразователь 4, например,термопара. На неподвижном основании(не показано) пс обе стороны от 65 плоскости вращения подвижных катушек3 симметрично ей соосно установленыэлектрически связанные между собойприемные катушки 5-8 с подключеннымк ним индикаторным прибором, 9.Наэтом же основании размещены электрически связанные между собой компенсационные катушки 10-13, подключенные к регулируемому источнику 14 постоянного тока. При этом компенсационные катушки установлены по обестороны от плоскости перемещения под-.вижных катушек 3 симметрично относительно этой плоскости и равномернораспределены вдоль окружности, лежащей в плоскости, касательной к поверхности перемещения оси подвижной катушки 3 так, что их оси направленывдоль радиусов этой окружности. Сим-метричное расположение приемных и компенсационных катушек по обе стороныот плоскости перемещения подвижныхкатушек 3 устраняет влияние на ре-,зультат измерения осевых смещений подвижных катушек 3 вместе с валом 2термометрируемой детали, неизбежноимеющих место при вращении детали,Компенсационные катушки выполнены безсердЕчников таким образом, что осевые отверстия, ограниченные виткамиих обмоток, имеют прямоугольное сечение. Большие стороны сечений этихотверстий ориентированы параллельноплоскости размещения катушек 10-13.Этим обеспечивается минимальное рас=стояние между отверстиями компенсационных катушек, что является однимиз условий наиболее эффективного взаимодействия их магнитных полей. Такое конструктивное выполнение компенсационных катушек, их взаимноерасположение относительно подвижныхкатушек 3 и соединение между собойобеспечивает создание магнитного полятакой формы и интенсивности, которыенеобходимы для формирования компенсирующего импульса требуемой формыи длительности. Для исключения влияния помех, создаваемых внешними магнитными и электрическими полями, обмотки двух рядом расположенных приемных катушек 5 и 7, б и 8 включенывстречно, а между парами катушек 5 и7, б и 8 применено согласное включение. За счет этого ЭДС наводок вкаждой паре катушек 5 и 7, б и 8практически отсутствует, в то времякак полезный сигнал образуется в видесуммы ЭДС, наводимых в каждой пареприемных катушек 5 и 7, б и 8.Устройство работает следующимобразом,Постоянный ток, возникающий в цепи термопары 4 возбуждает в подвижной катушке 3 магнитное поле, индуцирующее при вращении детали в приемных катушках 5-8 импульс ЭДС, амплитуда которого пропорциональна измеряемой температуре детали. Величина наведенного в приемных катушках5-8 тока контролируется по индикаторному прибору 9. В компенсационныхкатушках 10-13, подключенных кисточнику 14 постоянного тока, такжевозбуждаетсд магнитное поле, формаи характер изменения которой условнопредставлены на фиг. 3. При вращениидетали это поле индуцирует в подвижных катушках 3 импульс, компенсирующий в течение периода измерения ЭДСтермопары 4Полная компенсация достигается путем изменения величиныпостоянного тока, подаваемого от источника 14. В момент достижения полной компенсации ток в цепи термопары4 отсутствует, импульс ЭДС в приемных катушках не индуцируется, и токв цепи индикаторного прибора равеннулю. Поэтому уменьшение до нуля вы-.ходного сигнала в приемных катушках,фиксируемое индикаторным прибором 9,определяет момент измерения температуры вращающейся детали, а о ее температуре судят по показанию индикаторного прибора регулируемого источника 14 постоянного тока, измеряющего величину тока компенсации.Формирование компенсирующего импульса осуществляется следующим об -разом,Составляющая магнитного поля двух компенсационных катушек 10 и 12 (фиг. За)расположенных возле одного из торцов подвижной катушки 3, направленная вдоль ее оси,изменяется во временитак, как это показано на 35 фиг. Зб. На участке длительностьюмагнитное поле изменяется практически линейно и имеет наибольшую интенсивность. В этом случае обеспечивается пересечение витков обмотки подвижной катушки 3 интенсивным магнитным полем компенсационных катушек 10 и 12 на всем участке , что позволяет сформировать компенсирующий импульс требуемой формы и длительности, сох- ранив при этом высокую чувствительность устройства. Наличие двух дополнительных компенсационных катушек, их новое расположение, позволяет повысить точность измерения температуры, что расширяет сферу применения устройства.Формула изобретения1. Устройство дли измерения температуры вращающихся деталей машин, содержащее размещенные на вращающейсядетали катушки индуктивности с подключенными к ним термопреобразователя-ми, неподвижно установленные электрически связанные между собой приемныекатушки индуктивности с подключеннымк ним индикаторным прибором и неподвижно установленные по обе стороныот. плоскости перемещения подвижныхкатушек две электрически связанныемежду собой крмпенсационные катушкииндуктивности, соединенные с регулируемым источником постоянного тока,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности измерения,в него дополнительно введены двекомпенсационные катушки, причем всекомпенсационные катутки электрическисоединены между собой и установленына равном расстоянии друг дт другавдоль окружности, лежащей в плоскости, касательной к поверхности перемещения оси подвижной катушки, осямивдоль радиусов этой окружности.2 . Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, осевые отверстия компенсационных катушек, ограниченные витками их обмоток, имеютпрямоугольное сечение с большими сторонами, параллельными плоскости окружности, вдоль которой расположеныкомпенсационные катушки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССРР 180833, кл, С 01 К 13/08, 1965,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2514257/18-10,кл. С 01 К 13/08, 08.07.77.830154 Составитель В.Голубевдактор. Л.Копецкая Техред Н. Майорош ектор Г.Решетник одписное Зака иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 3787/85 Тираж ВНИИПИ Государственн по делам иэобретен 113035, Москва, Ж907 Пго комитета СССРй и открытийРаушская наб.д. 4/5