Электронный тахометр-сигнализатор

Электронный тахометр-сигнализатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А H N K (ii>917085

ИЗОБРЕТЕН ИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61 } Дополнительное к авт. свид-ву

I (22) Заявлено 1308с}0 (2E ) 2979876/18-10 (5(}М. Кл.

G 01 Р 3/48 с присоединением заявки РЙ (23 } П р нор итет

3ееударстеенкый квинтет

СССР

II0 делам изебретекий и вткрытнй

Опубликовано 300382 Бюллетень № 12 (53) УДК 531 ° 771 (088. 8) Дата опубликования описания 300382!

" : ч

»»»;

» (71) Заявитель (4} ЭЛЕКТРОННЫЙ TAXOMETP-СИГНАЛИЗАТОР вращения (1 ) и (2 ).

20

Изобретение относится к технике контроля и регулирования и может быть использовано для измерения скорости вращения и для контроля уровня опасных крутильных колебаний и предотвращения отказов в силовых переда5 чах двигателей при выходе иэ строя гасителя крутильных колебаний.

Известны частотные датчики скорости с электронной аппаратурой обработ16 ки сигналов для измерения скоростей

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электронный тахометр-сигнализатор, который содержит частотный датчик и измерительную схему, включающую преобразователь, соединенный через формирователь с частотным датчиком, фильтр низкой частоты (ФНЧ) и индик торный прибор. С формирователя и .преобразователя получают импульсы постоянной вольтсекундной площади

Устройство измеряет среднюю и переменную составляющие скорости вращения вала двигателя и может быть использовано для определения изменения уровня крутильных колебаний в силовой передаче двигателя (3).

Недостатком этого устройства является низкая точность контроля уровня крутильных колебаний в силовой передаче двигателя, обусловленная тем, что при запуске и работе двигателя в переходных режимах, когда несущая частота сигнала, получаемого с датчика, изменяется в широком диапазоне и попадает в полосу пропускания фНЧ, возможны ложные срабатывания индикаторного прибора, сигнализирующего об аварийном состоянии в силовой передаче.

Цель изобретения — повышение надежности контроля уровня крутильных колебаний в силовой передаче.

Поставленная цель достигается тем, что в известный электронный таz. п,.1

120

3 хоме тр-си гнализа тор, содержащий частотный датчик, последовательно включенные к нему формирователь и преобразователь, к выходу которого подключены индикатор и фильтр низкой частоты, введены полосовой фильтр, первый и второй компараторы, амплитудный детектор и схема совпадения, при этом вход полосового фильтра подключен к выходу преобра- 10 зователя, а выход его через амплитудный детектор и первый компаратор соединен с первым входом схемы совпадения, выход фильтра низкой частоты через .второй компаратор соединен со 15 вторым входом схемы совпадения, а выход ее подключен к второму входу, индикатора.

При этом датчик установлен в сило.вой передаче двигателя на расстоянии

1/4 X 3/4 А от узла колебаний, где 3.- длина волны, соответствующая резонирующей гармонике..

Кроме того, частота среза фильтра низкой частоты определяется соотноше- g$ нием

85 4 детектор 7, первый компаратор 8, второй компаратор 9 и схему 10 совпадения °

Датчик 1 соединен последовательно через формирователь 2 с преобразователем 3, выход которого подключен к входу фильтра низкой частоты и входу полосового фильтра и к одному из входов индикаторного прибора 4, выход полосового фильтра 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 вид

k "жЮ

120 .в-п „

120

55 где п - значение минимальных резоtnt n нансных оборотов вала двигателя, мин, - коэффициент, зависящий ат конструкции датчика и равный числу импульсов, индуцируемых в датчике за один 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 уровня опасных 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 k = z - число зубьев.

Если специальный диск применить нельзя, а применена штатная шестерня с ограниченным числом зубьев, то магнитоэлектрический преобразователь BllllollHRIOT многополюсным и выражение (1) принимает вид где k = z-m — - число полюсов преобразователя.

Индикаторный прибор 4 оборудован устройством 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 пропускания

Формула 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 шийся тем, что, е 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- 10 мальному уровню колебаний.

В силу этого напряжение на выходе амплитудного детектора 7 недостаточно для срабатывания первого компаратора 8 и на выходе схемы 10 совпаде- >5 ния сигнал отсутствует и аварийная сигнализация не включается.

При работе двигателя на минималь" ной скорости вращения при совпадении несущей частоты с резонансной часто- 2о 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- 30 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- 4з 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 6 неисправность 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 экспертизе

1. Утямышев С.И.Техника измерения скоростей вращения. М.-Л., 1961, с. 43-53

2. Авторское свидетельство СССР и 634213, кл. G Ol P 3/48, 1977.

3. Елизаров А.Н. и Санников В.А.

Аналоговый частотомер-дискриминатор

Ч4-29. - "Вопросы радиоэлектроники", сер. РИТ, вып, 1, 1973, с. 13 (прототип).,917085

Составитель E.éâåöoð

Редактор H.Гришанова Техред М. Гергель Корректор С.Шекмар ч

Заказ 1879/б4 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская неб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4