Пристрій для вимірювання прогинів шляхової структури магнітолевітуючого транспортного засобу

Пристрій для вимірювання прогинів шляхової структури магнітолевітуючого транспортного засобу, що містить установлені на екіпажі постійний магніт і магніточутливий елемент, підключений до джерела живлення і розташований між постійним магнітом і шляховою структурою, який відрізняється тим, що магніточутливий елемент виконаний у вигляді магнітодюдів, з'єднаних за мостовою схемою, причому магнітодюди орієнтовані таким чином, що напрямок магнітного потоку постійного магніту однаковий відносно ідентичних сторін магнітодюдів, що лежать навхрест над різнойменними полюсами постійного магніту, і протилежний по відношенню до пар послідовно з'єднаних пліч моста Винахід відноситься до пристроїв безконтактного вимірювання нерівностей шляхової структури і може бути використаний у високошвидкісному наземному магнітолевітуючому транспорті для вимірювань міри піддатливості шляхової структури на левітаційні сили при випробуваннях дослідних зразків зазначених транспортних засобів Відомий пристрій для вимірювання зазору між екіпажем і шляховою структурою, що містить Шподібний магнітопровід із трьома обмотками, з яких крайні підключені через напівпровідникові діоди до джерела перемінного струму, а середня є вимірювальною По величині ЕДС, що наводиться у вимірювальній котушці, судять про величину зазору (заявка ФРН №2265046, МПК G01B7/14, опубл 1976р) Описаний пристрій складний конструктивно і не забезпечує високої точності вимірювання Найбільш близьким по технічній сутності і по результаті, що досягається, до винаходу, що заявляється (прототипом), є пристрій для вимірювання зазору між екіпажем і шляховою структурою магнітолевітуючого транспортного засобу, що містить установлені на екіпажі постійний магніт і магніточутливий елемент, підключений до джерела живлення і розташований між постійним магнітом і активною шляховою структурою У якості магніточутливого елемента використаний генератор Хола (патент ФРН №2041553 МПК BGOL13/00, опубл 1972р) Однак зазначений пристрій не забезпечує можливості вимірювання швидкозмінних девіаций зазору і не має досить високу чутливість, що не дозволяє використовувати його для вимірювання швидких в часі змін зазору (прогинів), між екіпажем і шляховою структурою внаслідок піддатливості останньої на левітаційні сили при великих швидкостях руху транспортного засобу (більш 50м/с) В основу винаходу, що пропонується, поставлена задача удосконалення пристрою для вимірювання прогинів шляхової структури магнітолевітуючого транспортного засобу, у якому за рахунок уведення нових елементів і організації нового зв'язку між елементами забезпечується підвищення чутливості пристрою, реалізується можливість вимірювання швидких девіацій зазору між екіпажем і шляховою структурою, у тому числі обумовлених и піддатливістю на левітуючі сили при високих швидкостях руху транспортного засобу Поставлена задача зважується тим, що в пристрої для вимірювання прогинів шляхової структури магнітолевітуючого транспортного засобу, що містить установлені на екіпажі постійний магніт і магніточутливий елемент, підключений до джерела живлення і розташований між постійним магнітом і шляховою структурою, ВІДПОВІДНО до винаходу, магніточутливий елемент виконаний у виді магнітодюдів, з'єднаних за мостовою схемою, при 1 ю 59711 чому магнітодюди орієнтовані таким чином, що напрямок магнітного потоку постійного магніту однаковий відносно ідентичних сторін магнітодюдів, що лежать навхрест над різнойменними полюсами постійного магніту, і протилежно по відношенню пар послідовно з'єднаних пліч моста Магнітна індукція в зазорі між постійним магнітом і шляховою структурою залежить від величини зазору і змінюється при його ЗМІНІ Струм, що проходить через магнітодюд у провідному напрямку, залежить від величини діючого на нього поперечного магнітного поля Тому що магнітодюдні пари розташовані щодо напрямку магнітного поля таким чином, що його силові лінії входять в ідентичні сторони навхрест лежачих магнітодюдів, розміщених над різнойменними полюсами магніту, і мають різний напрямок для послідовно включених пліч моста, то опір навхрест лежачих магнітодюдів буде змінюватися однозначно в залежності від зміни магнітного поля постійного магніту, що впливає на них Внаслідок того, що при збільшенні індукції магнітного поля в двох магнітодюдів опір буде збільшуватися, а в двох інших зменшуватися, то спочатку встановлений баланс моста буде порушений і зміни величини сигналу на виходібудуть відповідати змінам величини зазору Причому, тому що зазначені магнітодюди включені за мостовою схемою, то пристрій має високу чутливість, що дозволяє фіксувати навіть малі прогини шляхової структури І тому що магнітодюди мають високу швидкодію, то пристрій надійно відслідковує швидкі варіації величини зазору, утому числі і викликані піддатливістю шляхової структури на левітаційні впливи при високих швидкостях руху транспортного засобу Контроль прогинів шляхової структури магнітолевітуючих транспортних засобів важливий як на стадії проведення полігонних випробувань, так і при їх експлуатації (В О Дзензерский і ш Високошвидкісний магнітний транспорт з електродинамічною левітацією -Київ - Наукова думка, 2001, С 261-267) У результаті дослідження відомих у науці і техніці технічних рішень сукупність істотних ознак, яка б цілком чи частково співпадала з заявленою і що дозволяла б вирішувати поставлену винахідницьку задачу, не була виявлена Отже, пропонований винахід відповідає критерію "новизна" Сутність заявленого винаходу не випливає для фахівців явним чином з відомого рівня техніки Сукупність ознак, що характеризують відомий спосіб, не забезпечує досягнення нових властивостей і тільки наявність ВІДМІТНИХ ознак дозволяє одержати новий технічний результат Отже, пропонований винахід відповідає критерію "винахідницький рівень" На кресленні (фіг) представлена структурна схема пристрою Пристрій для вимірювання прогинів шляхової структури магнітолевітируючих транспортних за собів складається з двох магнітодюдних пар 1 і 2, що включають у собі магнітодюди 3, 4, 5, і 6, Uподібного постійного магніту 7 і джерела живлення 8, встановлених у нижній частині екіпажу, зверненій до шляхової структури Магнітна індукція в зазорі між постійним магнітом 7 і шляховою структурою 9 залежить від величини зазору і змінюється при його змінах Тому що величина струму, що проходить через магнітодюд у провідному напрямку, залежить від величини прикладеного поперечного магнітного поля і тому що магнітодюдні пари 1 і 2 у даному пристрої розташовані щодо напрямку магнітного потоку постійного магніту 7 таким чином, що його силові лінії входять в ідентичні сторони навхрест лежачих магнітодюдів, розміщених над різнойменними полюсами магніту 7, і мають різні напрямки для послідовно включених пліч моста, як це показано на кресленні, то опір навхрест лежачих магнітодюдів під впливом магнітного поля, що змінюється при ЗМІНІ відстані між екіпажем і шляховою структурою внаслідок прогинів останньої, буде змінюватися наприклад, у двох магнітодюдів 3 і 5 воно буде збільшуватися, а в двох інших 4 і 6 - зменшуватися Унаслідок цього баланс моста буде порушений і зміна величини напруги на виході буде відповідати ЗМІНІ величини зазору Включення магнітодюдних пар за мостовою схемою дозволяє значно підвищити чутливість пристрою, визначену як відношення зміни вихідної напруги до зміни величини магнітної індукції в зазорі Так, при використанні серійних магнітодюдів серії КД-301 чутливість пристрою більше ніж на порядок перевищувала чутливість одиночного магнітодюда і чутливість генератора Хола по пристрою-прототипі (з 15ВЛ~л до 200ВЛ~л при струмах через магнітодюди 1-ЗмА) Полоса частот пристрою, що заявляється, з ЛІНІЙНОЮ залежністю вихідної напруги від частоти перевищує 10 кГц, і внаслідок того, що амплітуда і частота прогинів залежить від швидкості руху екіпажу (приблизно від 5 до 25мм у діапазоні швидкостей 50 150м/с), то по обмірюваної пристроєм, що заявляється, амплітудно-частотній характеристиці вдається зробити вимірювання швидкості руху Причому, тому що врахування вищих гармонік (в основному 2-ої і 3-ої) дозволяє значно підвищити точність вимірювання швидкості руху (В О Дзензерский, Н О Радченко Дослідження коливань і СТІЙКІСТЬ руху вагона електродинамічним ПІДВІСОМ // Прикладна механіка - 1994 - ЗО - №1 -С 76-81), а заявлений пристрій має високу чутливість і широкополосність і може фіксувати як статичні, так і динамічні прогини, то по знятому спектральному портреті динаміки магнітного поля в зазорі, що змінюється під впливом левітаційних сил, удається на стадії проектування оптимізувати магнітолевітуючу транспортну систему в цілому, підвищити надійність функціонування 59711 Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна