Пристрій для безконтактного вимірювання температури ротора гідрогенератора
Номер патенту: 68779
Опубліковано: 10.04.2012
Автори: Кухарчук Василь Васильович, Грабко Володимир Віталійович, Грабко Валентин Володимирович
Формула / Реферат
Пристрій для безконтактного вимірювання температури ротора гідрогенератора, що містить об'єктив, інфрачервоний приймач, який містить n окремих інфрачервоних сенсорів, перетворювач напруга-частота, причому виходи n окремих інфрачервоних сенсорів з'єднані з вхідною шиною буферного регістра, вихідна шина якого підключена до вхідної шини комутатора, вихід якого з'єднаний з першими входами відеоконтрольного блока та аналого-цифрового перетворювача, вихідна шина якого підключена до вхідної шини інтерфейсного блока, вихідна шина якого з'єднана з колами електронної обчислювальної машини, при цьому вихід першого компаратора підключений до перших входів реверсивного лічильника, елемента АБО-НІ та до входу інвертора, вихід якого з'єднаний з другими входами реверсивного лічильника та елемента АБО-НІ, вихід якого підключений до другого входу першого елемента І та до входу елемента НІ, вихід якого з'єднаний з другими входами буферного регістра, комутатора, відеоконтрольного блока, другого елемента І та лічильника, вихідна шина якого з'єднана з вхідною шиною постійного запам'ятовуючого блока, перший і другий виходи якого підключені відповідно до других входів першого і другого керуючих підсилювачів, перші входи яких з'єднані з виходом генератора напруги, що змінюється ступінчасто, а виходи підключені відповідно до третього і четвертого входів відеоконтрольного блока, вихід подільника частоти з'єднаний з першими входами буферного регістра, першого елемента І та другого елемента І, вихід якого підключений до третього входу реверсивного лічильника, вихідна шина якого з'єднана з вхідною шиною першого цифро-аналогового перетворювача, а вихід першого елемента І підключений до першого входу лічильника, який відрізняється тим, що в нього введено генератор імпульсів, датчик положення, блок задання положення, розподільник тактів, три регістри, цифровий компаратор, цифровий суматор, тригер, два елементи І, другий цифро-аналоговий перетворювач, другий компаратор та електронний ключ, причому вихідна цифрова шина блока задання положення з'єднана з першою вхідною цифровою шиною цифрового компаратора, друга вхідна цифрова шина якого разом з вхідними цифровими шинами першого та другого регістрів підключені до вихідної цифрової шини датчика положення, вихід цифрового компаратора з'єднаний з першим входом третього елемента І, другий вхід якого разом з другими входами тригера та електронного ключа підключені до виходу другого компаратора, вхід якого разом з першим входом електронного ключа з'єднані з виходом другого цифро-аналогового перетворювача, вихід генератора імпульсів підключений до входу розподільника тактів, перший, другий та третій виходи якого з'єднані зі входами першого, другого та третього регістрів відповідно, вихідні шини першого та другого регістрів підключені відповідно до першої та другої вхідних шин цифрового суматора, вихідна цифрова шина якого з'єднана зі вхідною цифровою шиною третього регістра, вихідна цифрова шина якого підключена до вхідної цифрової шини другого цифро-аналогового перетворювача, вихід електронного ключа з'єднаний з першим входом першого компаратора, другий вхід якого разом зі входом перетворювача напруга-частота підключені до виходу першого цифро-аналогового перетворювача, вихід тригера з'єднаний з першим входом четвертого елемента І, другий вхід якого підключений до виходу перетворювача напруга-частота, а вихід з'єднаний зі входами подільника частоти, генератора напруги, що змінюється ступінчасто, інтерфейсного блока, з першим входом комутатора, з другим входом аналого-цифрового перетворювача та з п'ятим входом відеоконтрольного блока.
Текст
Реферат: UA 68779 U UA 68779 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до безконтактної термометрії і може бути використана для вимірювання температури об'єктів, що обертаються, зокрема роторів потужних електричних машин (гідрогенераторів). Відомий пристрій для безконтактного вимірювання температури (А.С. СРСР № 1818943, М. кл. G 01 К 13/08, G 01 J 5/28, бюл. № 20, 1993), що містить об'єктив, діафрагму, отвір якої являє собою сектор з вершиною на оптичній осі, дзеркало, виконане у вигляді конуса, прямолінійні утворюючі бокової конусної поверхні якого утворюють кут при вершині, менший ніж 90°, а прямолінійні утворюючі центральної конусної поверхні утворюють кут при вершині 90°, інфрачервоний приймач, що являє собою набір інфрачервоних (ІЧ) сенсорів, розташованих на головній оптичній осі один за одним, приймальні площадки яких перпендикулярні головній оптичній осі, виходи n ІЧ сенсорів з'єднані з вхідними шинами буферного регістра блока перетворення інформації та перетворювача частота-напруга блока керування і синхронізації, вихід якого підключений до першого входу першого аналого-цифрового перетворювача (АЦП) блока керування і синхронізації, вихідна шина якого з'єднана з першою вхідною шиною компаратора блока керування і синхронізації, друга вхідна шина якого підключена до вихідної шини другого АЦП блока керування і синхронізації, а перший і другий виходи з'єднані відповідно з першим і другим входами реверсивного лічильника блока керування і синхронізації, вихідна шина якого підключена до вхідної шини цифро-аналогового перетворювача блока керування і синхронізації, вихід якого з'єднаний з входом другого перетворювача напруга-частота блока керування і синхронізації, вихід якого підключений до крокового двигуна, вал якого зв'язаний з діафрагмою, вихід джерела опорної напруги блока керування і синхронізації підключений до першого входу другого АЦП блока керування і синхронізації та до входу першого перетворювача напруга-частота блока керування і синхронізації, вихід якого з'єднаний з другими входами другого АЦП блока керування і синхронізації відеоконтрольного пристрою блока вимірювання та АЦП блока підготовки даних для введення в ЕОМ, з першим входом комутатора n входів на один вихід блока перетворення інформації та з входами інтерфейсного пристрою блока підготовки даних для введення в ЕОМ, генератора напруги, що змінюється ступінчасто, блока вимірювання та першого подільника частоти блока керування і синхронізації, вихід якого підключений до перших входів першого елемента І блока керування і синхронізації, буферного регістра блока перетворення інформації та до входу другого подільника частоти блока керування і синхронізації, вихід якого з'єднаний з другими входами першого АЦП блока керування і синхронізації та другого елемента І блока керування і синхронізації, перший вхід якого підключений до виходу елемента НІ блока керування і синхронізації, а вихід з'єднаний з третім входом реверсивного лічильника блока керування і синхронізації, третій вихід компаратора блока керування і синхронізації підключений до другого входу першого елемента І блока керування і синхронізації, вихід якого з'єднаний з першим входом лічильника блока керування і синхронізації, другий вхід якого підключений до виходу елемента НІ блока керування і синхронізації, вхід якого з'єднаний з третім виходом компаратора блока керування і синхронізації, вихід елемента НІ блока керування і синхронізації підключений до п'ятого входу відеоконтрольного пристрою блока вимірювання та до других входів комутатора n входів на один вихід блока перетворення інформації та буферного регістра блока перетворення інформації, вихідна шина якого з'єднана з вхідною шиною комутатора n входів на один вихід блока перетворення інформації, вихід якого підключений до перших входів відеоконтрольного пристрою блока вимірювання та АЦП блока підготовки даних для введення в ЕОМ, вихідна шина якого з'єднана з вхідною шиною інтерфейсного пристрою блока підготовки даних для введення в ЕОМ, вихідна шина якого підключена до кіл ЕОМ, вихідна шина лічильника блока керування і синхронізації з'єднана з вхідною шиною постійного запам'ятовуючого пристрою блока вимірювання, перший і другий виходи якого підключені відповідно до других входів першого і другого керуючих підсилювачів блока вимірювання, перші входи яких з'єднані з виходом генератора напруги, що змінюється ступінчасто, блока вимірювання, а виходи підключені відповідно до третього і четвертого входів відеоконтрольного пристрою блока вимірювання. Головним недоліком даного пристрою є те, що він не дозволяє вимірювати тепловий портрет ротора гідрогенератора в процесі його роботи, оскільки гідрогенератор є специфічною електричною машиною закритого виконання, що ускладнює доступ до його обертових частин. За прототип обрано пристрій для безконтактного вимірювання температури (Патент України № 20999, М. кл. G 01 К 13/00, бюл. № 2, 2007), що містить об'єктив, діафрагму, отвір якої являє собою сектор з вершиною на оптичній осі, дзеркало, виконане у вигляді конуса, прямолінійні утворюючі бокової конусної поверхні якого утворюють кут при вершині, менший ніж 90°, а прямолінійні утворюючі центральної конусної поверхні утворюють кут при вершині 90°, 1 UA 68779 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 інфрачервоний приймач, що являє собою набір ІЧ сенсорів, розташованих на головній оптичній осі один за одним, приймальні площадки яких перпендикулярні головній оптичній осі, виходи n ІЧ сенсорів з'єднані з вхідними шинами буферного регістра та перетворювача частота-напруга, вихідна шина реверсивного лічильника підключена до вхідної шини цифро-аналогового перетворювача (ЦАП), вихід якого з'єднаний з входом другого перетворювача напруга-частота, вихід якого підключений до крокового двигуна, вал якого зв'язаний з діафрагмою, вихід джерела опорної напруги підключений до входу першого перетворювача напруга-частота, вихід якого з'єднаний з другими входами відеоконтрольного блока (ВКБ) та другого АЦП, з першим входом комутатора та з входами інтерфейсного блока, генератора напруги, що змінюється ступінчасто, та подільника частоти, вихід якого підключений до перших входів першого елемента І та буферного регістра, вихід першого елемента І з'єднаний з першим входом лічильника, другий вхід якого підключений до виходу елемента НІ, перший вхід другого елемента І з'єднаний з виходом елемента НІ, вихід якого підключений до п'ятого входу ВКБ та до других входів комутатора та буферного регістра, вихідна шина якого з'єднана з вхідною шиною комутатора, вихід якого підключений до перших входів ВКБ та другого АЦП, вихідна шина якого з'єднана з вхідною шиною інтерфейсного блока, вихідна шина якого підключена до кіл ЕОМ, вихідна шина лічильника з'єднана з першою вхідною шиною постійного запам'ятовуючого блока (ПЗБ), перший і другий виходи якого підключені відповідно до других входів першого і другого керуючих підсилювачів, перші входи яких з'єднані з виходом генератора напруги, що змінюється ступінчасто, а виходи підключені відповідно до третього і четвертого входів ВКБ, вихід другого елемента І з'єднаний з третім входом реверсивного лічильника, вихідна шина буферного регістра підключена до вхідної шини блока обробки сигналу, вихід якого з'єднаний з входом блока обчислення, вихід якого підключений до входу першого АЦП, вихідна шина якого з'єднана з другою вхідною шиною ПЗБ, вихід першого перетворювача напруга-частота підключений до входу блока обробки сигналу, вихід перетворювача частота-напруга з'єднаний з першим входом компаратора, другий вхід якого підключений до виходу джерела опорної напруги, а вихід з'єднаний з першими входами реверсивного лічильника, елемента АБО-НІ та з входом інвертора, вихід якого підключений до других входів реверсивного лічильника та елемента АБОНІ, вихід якого з'єднаний з другим входом першого елемента І та з входом елемента НІ, вихід подільника частоти підключений до другого входу другого елемента І. Головним недоліком даного пристрою є те, що він не дозволяє вимірювати тепловий портрет ротора гідрогенератора в процесі його роботи із-за відсутності можливості доступу до його обертових частин, враховуючи, що гідрогенератор є специфічною електричною машиною закритого виконання. В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою для безконтактного вимірювання температури ротора гідрогенератора, в якому за рахунок введення нових блоків та зв'язків між ними з'являється можливість на працюючому гідрогенераторі вимірювати тепловий портрет ротора в процесі його обертання, що дозволяє підвищити точність роботи пристрою. Поставлена задача досягається тим, що в пристрій для безконтактного вимірювання температури ротора гідрогенератора, що містить об'єктив, інфрачервоний приймач, що містить n окремих ІЧ сенсорів, перетворювач напруга-частота, виходи n окремих ІЧ сенсорів з'єднані з вхідною шиною буферного регістра, вихідна шина якого підключена до вхідної шини комутатора, вихід якого з'єднаний з першими входами ВКБ та АЦП, вихідна шина якого підключена до вхідної шини інтерфейсного блока, вихідна шина якого з'єднана з колами ЕОМ, вихід першого компаратора підключений до перших входів реверсивного лічильника, елемента АБО-НІ та до входу інвертора, вихід якого з'єднаний з другими входами реверсивного лічильника та елемента АБО-НІ, вихід якого підключений до другого входу першого елемента І та до входу елемента НІ, вихід якого з'єднаний з другими входами буферного регістра, комутатора, ВКБ, другого елемента І та лічильника, вихідна шина якого з'єднана з вхідною шиною ПЗБ, перший і другий виходи якого підключені відповідно до других входів першого і другого керуючих підсилювачів, перші входи яких з'єднані з виходом генератора напруги, що змінюється ступінчасто, а виходи підключені відповідно до третього і четвертого входів ВКБ, вихід подільника частоти з'єднаний з першими входами буферного регістра, першого елемента І та другого елемента І, вихід якого підключений до третього входу реверсивного лічильника, вихідна шина якого з'єднана з вхідною шиною першого ЦАП, вихід першого елемента І підключений до першого входу лічильника, введено генератор імпульсів, датчик положення, блок задання положення, розподілювач тактів, три регістри, цифровий компаратор, цифровий суматор, тригер, два елементи І, другий ЦАП, другий компаратор та електронний ключ, причому вихідна цифрова шина блока задання положення з'єднана з першою вхідною цифровою шиною цифрового компаратора, друга вхідна цифрова шина якого разом з вхідними цифровими 2 UA 68779 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 шинами першого та другого регістрів підключені до вихідної цифрової шини датчика положення, вихід цифрового компаратора з'єднаний з першим входом третього елемента І, другий вхід якого разом з другими входами тригера та електронного ключа підключені до виходу другого компаратора, вхід якого разом з першим входом електронного ключа з'єднані з виходом другого ЦАП, вихід генератора імпульсів підключений до входу розподілювача тактів, перший, другий та третій виходи якого з'єднані зі входами першого, другого та третього регістрів відповідно, вихідні шини першого та другого регістрів підключені відповідно до першої та другої вхідних шин цифрового суматора, вихідна цифрова шина якого з'єднана зі вхідною цифровою шиною третього регістра, вихідна цифрова шина якого підключена до вхідної цифрової шини другого ЦАП, вихід електронного ключа з'єднаний з першим входом першого компаратора, другий вхід якого разом зі входом перетворювача напруга-частота підключені до виходу першого ЦАП, вихід тригера з'єднаний з першим входом четвертого елемента І, другий вхід якого підключений до виходу перетворювача напруга-частота, а вихід з'єднаний зі входами подільника частоти, генератора напруги, що змінюється ступінчасто, інтерфейсного блока, з першим входом комутатора, з другим входом АЦП та з п'ятим входом ВКБ. Пристрій для безконтактного вимірювання температури ротора гідрогенератора пояснюється кресленням, на якому зображена його структурна схема. На схемі: 1 - блок задания положення; 2 - цифровий компаратор; 3 - третій елемент І; 4 тригер; 5 - датчик положення; 6 - генератор імпульсів; 7 - розподілювач тактів; 8, 9 - перший та другий регістри; 10 - цифровий суматор; 11 - третій регістр; 12 - другий цифро-аналоговий перетворювач; 13 - другий компаратор; 14 - електронний ключ; 15 - об'єктив; 16 - інфрачервоний приймач, що містить n окремих інфрачервоних сенсорів; 17 - перший компаратор; 18 - інвертор; 19 - реверсивний лічильник; 20 - перший цифро-аналоговий перетворювач; 21 - перетворювач напруга-частота; 22 - четвертий елемент І; 23 - подільник частоти; 24 - буферний регістр; 25 елемент АБО-НІ; 26 - елемент НІ; 27 - другий елемент І; 28 - комутатор; 29 - перший елемент І; 30 - лічильник; 31 - постійний запам'ятовуючий блок; 32, 33 - перший та другий керовані підсилювачі; 34 - відеоконтрольний блок; 35 - генератор напруги, що змінюється ступінчасто; 36 - аналого-цифровий перетворювач; 37 - інтерфейсний блок, причому виходи n окремих ІЧсенсорів 16.1…16.n з'єднані з вхідною шиною буферного регістра 24, вихідна шина якого підключена до вхідної шини комутатора 28, вихід якого з'єднаний з першими входами ВКБ 34 та АЦП 36, вихідна шина якого підключена до вхідної шини інтерфейсного блока 37, вихідна шина якого з'єднана з колами ЕОМ, вихід першого компаратора 17 підключений до перших входів реверсивного лічильника 19, елемента АБО-НІ 25 та до входу інвертора 18, вихід якого з'єднаний з другими входами реверсивного лічильника 19 та елемента АБО-НІ 25, вихід якого підключений до другого входу першого елемента І 29 та до входу елемента НІ 26, вихід якого з'єднаний з другими входами буферного регістра 24, комутатора 28, ВКБ 34, другого елемента І 27 та лічильника 30, вихідна шина якого з'єднана з вхідною шиною ПЗБ 31, перший і другий виходи якого підключені відповідно до других входів першого 32 і другого 33 керуючих підсилювачів, перші входи яких з'єднані з виходом генератора напруги, що змінюється ступінчасто, 35, а виходи підключені відповідно до третього і четвертого входів ВКБ 34, вихід подільника частоти 23 з'єднаний з першими входами буферного регістра 24, першого елемента І 29 та другого елемента І 27, вихід якого підключений до третього входу реверсивного лічильника 19, вихідна шина якого з'єднана з вхідною шиною першого ЦАП 20, вихід першого елемента І 29 підключений до першого входу лічильника 30, вихідна цифрова шина блока задання положення 1 з'єднана з першою вхідною цифровою шиною цифрового компаратора 2, друга вхідна цифрова шина якого разом з вхідними цифровими шинами першого 8 та другого 9 регістрів підключені до вихідної цифрової шини датчика положення 5, вихід цифрового компаратора 2 з'єднаний з першим входом третього елемента І 3, другий вхід якого разом з другими входами тригера 4 та електронного ключа 14 підключені до виходу другого компаратора 13, вхід якого разом з першим входом електронного ключа 14 з'єднані з виходом другого ЦАП 12, вихід генератора імпульсів 6 підключений до входу розподілювача тактів 7, перший, другий та третій виходи якого з'єднані зі входами першого 8, другого 9 та третього 11 регістрів відповідно, вихідні шини першого 8 та другого 9 регістрів підключені відповідно до першої та другої вхідних шин цифрового суматора 10, вихідна цифрова шина якого з'єднана зі вхідною цифровою шиною третього регістра 11, вихідна цифрова шина якого підключена до вхідної цифрової шини другого ЦАП 12, вихід електронного ключа 14 з'єднаний з першим входом першого компаратора 17, другий вхід якого разом зі входом перетворювача напругачастота 21 підключені до виходу першого ЦАП 20, вихід тригера 4 з'єднаний з першим входом четвертого елемента І 22, другий вхід якого підключений до виходу перетворювача напругачастота 21, а вихід з'єднаний зі входами подільника частоти 23, генератора напруги, що 3 UA 68779 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 змінюється ступінчасто, 35, інтерфейсного блока 37, з першим входом комутатора 28, з другим входом АЦП 36 та з п'ятим входом ВКБ 34. Запропонований пристрій працює так. При подачі напруги живлення генератор імпульсів 6 починає формувати послідовність імпульсів. Потік інфрачервоного випромінювання, який створюється поверхнею ротора гідрогенератора, що знаходиться на деякій відстані від оптичної системи пристрою, потрапляє через об'єктив 15 на лінійку n окремих ІЧ сенсорів 16.1 - 16.n ІЧ приймача 16, розташованих вздовж радіуса ротора. Очевидно, що при обертанні ротора гідрогенератора в кожен момент часу в поле зору 14 приймача 16 потрапляє лише фрагмент поверхні вздовж радіуса ротора. Отримуючи фрагменти теплового зображення, можна побудувати тепловий портрет всієї поверхні ротора гідрогенератора в процесі його роботи. Якщо ротор гідрогенератора знаходиться в нерухомому стані або обертається з малою швидкістю, то на екран ВКБ 34 теплове зображення поверхні ротора не виводиться. Це обумовлено наступним. Під впливом сигналів генератора імпульсів 6 почергово на виходах розподілювача тактів 7 формуються імпульси. Сигналом з першого виходу розподілювача тактів 7 в перший регістр 8 записується код з виходу датчика положення 5. В другий регістр 9 сигналом з другого виходу розподілювача тактів 7 записується інший код з виходу датчика положення 5. Різниця зазначених кодів за одиницю часу, що забезпечується генератором імпульсів 6, являє собою швидкість обертання ротора гідрогенератора, що і визначається в цифровому суматорі 10 та записується в третьому регістрі 11 сигналом з третього виходу розподілювача тактів 7. Другий ЦАП 12 здійснює перетворення значення швидкості обертання ротора гідрогенератора з цифрової форми в аналогову. Якщо значення швидкості менше порогу, заданого другим компаратором 13, то пристрій знаходиться в стані очікування і тепловий портрет ротора не фіксується. Якщо ж швидкість обертання ротора гідрогенератора перевищує поріг спрацьовування компаратора 13, то на його виході встановлюється сигнал логічної одиниці, яким розблоковується тригер 4 та відкривається третій елемент І 3 і електронний ключ 14. В момент обертання ротора, коли він знаходиться в умовному початковому положенні, коди з виходу датчика положення 5 та з виходу блока задания положення 1 співпадають, на виході цифрового компаратора 2 з'являється сигнал логічної одиниці, яким через третій елемент І 3 встановлюється в одиничний стан тригер 4. Внаслідок цього імпульси з виходу перетворювача напруга-частота 21 через четвертий елемент І 22 починають надходити в блоки, за допомогою яких формується тепловий портрет на екрані ВКБ 34. Частота сигналу формування теплового портрета об'єкта в залежності від швидкості його обертання визначається наступним чином. З виходу електронного ключа 14 сигнал надходить на перший вхід першого компаратора 17, на другий вхід якого поступає сигнал з виходу першого ЦАП 20, який відповідає цифровому коду на виході реверсивного лічильника 19. Якщо сигнал на першому вході першого компаратора 17 більший, то на його виході з'являється сигнал логічної одиниці, який поступає на перший вхід реверсивного лічильника 19. На другому його вході присутній сигнал логічного нуля, оскільки сигнал логічної одиниці з виходу першого компаратора 17 проходить через інвертор 18. При цьому сигнали логічного нуля та одиниці з виходів відповідно інвертора 18 та першого компаратора 17 надходять на другий і перший входи елемента АБО-НІ 25, на виході якого з'являється сигнал логічного нуля. Сигнал логічного нуля з виходу елемента АБО-НІ 25 через елемент НІ 26 у вигляді сигналу логічної одиниці поступає на другий вхід другого елемента І 27, на перший вхід якого надходять імпульси з виходу подільника частоти 23, оскільки на вхід останнього через відкритий четвертий елемент І 22 надходять імпульси з виходу перетворювача напруга-частота 21. При цьому на виході другого елемента І 27 формуються імпульси, які поступають на третій вхід реверсивного лічильника 19, цифровий код на виході якого починає збільшуватись. Зростає також і напруга на виході першого ЦАП 20 до тих пір, доки коди на входах першого компаратора 17 не зрівняються. Одночасно зростає також і напруга на вході перетворювача напруга-частота 21, що призводить до зростання частоти імпульсів, що формуються на його виході. В момент зрівняння сигналів на входах першого компаратора 17 на його виході встановлюється нульовий сигнал. При цьому на виході елемента АБО-НІ 25 з'являється сигнал логічної одиниці (на виході інвертора 18 присутній також нульовий сигнал), який відкриває перший елемент І 29, а через елемент НІ 26 закриває другий елемент І 27 та розблоковує роботу лічильника 30, буферного регістра 24, комутатора 28 та ВКБ 34. Подача імпульсів в реверсивний лічильник 19 припиняється, а код, що записаний в ньому, забезпечує коректну роботу блоків щодо виведення теплового зображення ротора гідрогенератора при відповідній швидкості його обертання. 4 UA 68779 U 5 10 15 20 25 30 35 40 В залежності від кутової швидкості обертання ротора гідрогенератора вибрана частота формування імпульсів f1 перетворювача напруга-частота 21, що пов'язано співвідношенням f1/n=/(2m), де m=360°/, - мінімальний сектор поверхні ротора, що потрапляє в поле зору ІЧ приймача 16, n - коефіцієнт ділення подільника частоти 23, що відповідає кількості окремих ІЧ сенсорів ІЧ приймача 16. Отже, з частотою f1/n, при поточній швидкості обертання ротора, на виході подільника частоти 23 з'являються імпульси, якими фіксуються у буферному регістрі 24 на час T=n/f1 електричні сигнали в аналоговому вигляді з виходів n окремих ІЧ сенсорів ІЧ приймача 16. Амплітуди цих сигналів пропорційні температурі елементарних ділянок поверхні об'єкта (кількість таких ділянок N=nm). Комутатором 28 здійснюється зчитування інформації з буферного регістра 24 з наступним її перетворенням із паралельного виду представлення в послідовний. Сформований таким чином сигнал з виходу комутатора 28 потрапляє на вхід ВКБ 34 і на вхід АЦП 36, в якому він перетворюється в цифрову форму та передається через інтерфейсний блок 37 в ЕОМ. Генератор напруги, що змінюється ступінчасто, 35, перший 32 та другий 33 керовані підсилювачі і ПЗБ 31 призначені для формування сигналів розгортки ВКБ 34. Сигнал частотою f1, що поступає на вхід генератора напруги, що змінюється ступінчасто, 35, на виході приймає ступінчасту форму (містить n складових) і подається на входи першого 32 і другого 33 керованих підсилювачів, коефіцієнт підсилення яких задається вихідними сигналами ПЗБ 31. При цьому коефіцієнти підсилення першого 32 та другого 33 керованих підсилювачів задаються так, що на їх виходах формуються сигнали, пропорційні Risinj та Rjcosj відповідно, де Ri радіус, j - кут координати елементарної ділянки поверхні ротора в полярній системі координат, що обумовлено сигналами з датчика положення 5. При цьому i 0,n , j 0,m . На вхід ПЗБ 31 сигнали надходять з лічильника 30, коефіцієнт перерахунку якого дорівнює m. В результаті на екрані ВКБ 34 при наявності одного інформаційного сигналу, двох сигналів розгортки та сигналу синхронізації (з виходу перетворювача напруга-частота 21) формується зображення, що відповідає тепловому портрету ротора гідрогенератора. Очевидно, що згідно запропонованого алгоритму сканування ротора гідрогенератора здійснюється спочатку вздовж деякого радіуса Rj. Коли закінчено сканування n точок, що лежать на радіусі Rj, здійснюється сканування n точок, що лежать на радіусі Rj+1. Так знаходиться кругова розгортка всього теплового зображення ротора гідрогенератора в процесі його роботи. Якщо швидкість обертання ротора гідрогенератора змінюється, наприклад, зменшується, то на першому вході першого компаратора 17 сигнал зменшується, на його виході встановлюється сигнал від'ємної полярності, внаслідок чого на виході інвертора 18 встановлюється сигнал логічної одиниці і реверсивний лічильник 19 починає зменшувати записаний в ньому код до моменту зрівняння сигналів на входах першого компаратора 17. В період узгодження швидкості обертання ротора гідрогенератора з частотою синхронізації пристрою виведення теплового зображення на ВКБ 34 блокується. Перетворювач напруга частота 21 реалізований таким чином, що при наявності на його вході сигналу нульового значення на його виході присутні імпульси з заданою мінімальною частотою слідування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 Пристрій для безконтактного вимірювання температури ротора гідрогенератора, що містить об'єктив, інфрачервоний приймач, який містить n окремих інфрачервоних сенсорів, перетворювач напруга-частота, причому виходи n окремих інфрачервоних сенсорів з'єднані з вхідною шиною буферного регістра, вихідна шина якого підключена до вхідної шини комутатора, вихід якого з'єднаний з першими входами відеоконтрольного блока та аналогоцифрового перетворювача, вихідна шина якого підключена до вхідної шини інтерфейсного блока, вихідна шина якого з'єднана з колами електронної обчислювальної машини, при цьому вихід першого компаратора підключений до перших входів реверсивного лічильника, елемента АБО-НІ та до входу інвертора, вихід якого з'єднаний з другими входами реверсивного лічильника та елемента АБО-НІ, вихід якого підключений до другого входу першого елемента І та до входу елемента НІ, вихід якого з'єднаний з другими входами буферного регістра, комутатора, відеоконтрольного блока, другого елемента І та лічильника, вихідна шина якого з'єднана з вхідною шиною постійного запам'ятовуючого блока, перший і другий виходи якого підключені відповідно до других входів першого і другого керуючих підсилювачів, перші входи яких з'єднані з виходом генератора напруги, що змінюється ступінчасто, а виходи підключені відповідно до третього і четвертого входів відеоконтрольного блока, вихід подільника частоти 5 UA 68779 U 5 10 15 20 25 з'єднаний з першими входами буферного регістра, першого елемента І та другого елемента І, вихід якого підключений до третього входу реверсивного лічильника, вихідна шина якого з'єднана з вхідною шиною першого цифро-аналогового перетворювача, а вихід першого елемента І підключений до першого входу лічильника, який відрізняється тим, що в нього введено генератор імпульсів, датчик положення, блок задання положення, розподільник тактів, три регістри, цифровий компаратор, цифровий суматор, тригер, два елементи І, другий цифроаналоговий перетворювач, другий компаратор та електронний ключ, причому вихідна цифрова шина блока задання положення з'єднана з першою вхідною цифровою шиною цифрового компаратора, друга вхідна цифрова шина якого разом з вхідними цифровими шинами першого та другого регістрів підключені до вихідної цифрової шини датчика положення, вихід цифрового компаратора з'єднаний з першим входом третього елемента І, другий вхід якого разом з другими входами тригера та електронного ключа підключені до виходу другого компаратора, вхід якого разом з першим входом електронного ключа з'єднані з виходом другого цифроаналогового перетворювача, вихід генератора імпульсів підключений до входу розподільника тактів, перший, другий та третій виходи якого з'єднані зі входами першого, другого та третього регістрів відповідно, вихідні шини першого та другого регістрів підключені відповідно до першої та другої вхідних шин цифрового суматора, вихідна цифрова шина якого з'єднана зі вхідною цифровою шиною третього регістра, вихідна цифрова шина якого підключена до вхідної цифрової шини другого цифро-аналогового перетворювача, вихід електронного ключа з'єднаний з першим входом першого компаратора, другий вхід якого разом зі входом перетворювача напруга-частота підключені до виходу першого цифро-аналогового перетворювача, вихід тригера з'єднаний з першим входом четвертого елемента І, другий вхід якого підключений до виходу перетворювача напруга-частота, а вихід з'єднаний зі входами подільника частоти, генератора напруги, що змінюється ступінчасто, інтерфейсного блока, з першим входом комутатора, з другим входом аналого-цифрового перетворювача та з п'ятим входом відеоконтрольного блока. 6 UA 68779 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюDevice for the contact-less measurement of temperature of a hydro-generator rotor
Автори англійськоюHrabko Volodymyr Vitaliiovych, Kukharchuk Vasyl Vasyliovych, Hrabko Valentyn Volodymyrovych
Назва патенту російськоюУстройство для бесконтактного измерения температуры ротора гидрогенератора
Автори російськоюГрабко Владимир Витальевич, Кухарчук Василий Васильевич, Грабко Валентин Владимирович
МПК / Мітки
МПК: G01K 13/08
Мітки: гідрогенератора, температури, пристрій, ротора, безконтактного, вимірювання
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/9-68779-pristrijj-dlya-bezkontaktnogo-vimiryuvannya-temperaturi-rotora-gidrogeneratora.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для безконтактного вимірювання температури ротора гідрогенератора</a>
Попередній патент: Плунжерний вібраційний гідроциліндр
Наступний патент: Спосіб виробництва гідратів попутного нафтового газу з метою їх транспортування і зберігання
Випадковий патент: Пристрій для зчитування інформації з магнітного носія