Тахометрический измеритель скорости движения воздуха — SU 1210061 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1 А 01 Р 13/00 01 Р 1/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им, Артема и Днепропетровскийзавод шахтной автоматики(56) Авторское свидетельство СССРУ 514199, кл. С 01 Е 1/05, 1975,Патент США Ф 3.455,162,кл. С 01 Р 1/04, 1969.(54) ТАХОМЕТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА(57) Изобретение относится к областиприборостроения и может быть использовано для автоматического дистанционного контроля направления, скорости движения и расхода воздуха вгорных выработках шахт, в том числеопасных по газу и пыли, Цель изобретения - обеспечение контроля направления движения воздуха и расширение области применения измерителя.Для этого измеритель содержит блок1 питания, крыльчатку 2, армированную по торцам лопастей пластинамииз магнитомягкого материала, пос1210061 тоянный магнит 3, усилитель 5, формирователь 6 стабильных по амплитуде импульсов. При вращении крыльчат - ки ее лопасти проходят над катушкойс постоянным магнитом 3, установленным так, что его ось намагниченности перпендикулярна оси катушки и торцам лопастей. Так как расстояние между лопастями больше, чем поперечные размеры магнита, то скорость изменения магнитного потока при подходе торца лопасти к магниту 1 Изобретение относится к приборостроению, в частности к тахометрическим анемометрам, и может бытьиспользовано для автоматическогодистанционного контроля направления,скорости движения и расхода воздухав горных выработках шахт, в томчисле опасных по газу или пыли,Целью изобретения является обеспечение контроля направления движения воздуха и расширение областиприменения измерителя,Па фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема тахометрического измерителя скорости движения воздуха, на фиг, 2 - кривыеизменения магнитного потока в катушке индуктивности и форма сигналове(Т) и ц(с) в характерных точкахсхемы А и В соответственно при нормальном режиме проветривания и приреверсировании воздушной струи,Измеритель содержит блок 1 питания, устанавливаемый совместно со схемой преобразования импульсов на поверхности в аппаратной диспетчерской шахты, крыльчатку 2, армированную по торцам лопастей пластинами из магнитомягкого материала, стержневой постоянной магнит 3, имеющий поперечное поле, с катушкой 4 индуктивности, логарифмический усилитель 5, формирователь 6 стабильных по амплитуде импульсов, дифференцирующую цепочку 7, интегратор 8, модулятор 9 тока в линии связи, показывающий прибор 1 О, параметрический стабилизатор 11, линию 12 связи и при выходе из его поля мЕньше,чем при проходе над магнитом. В катушке. 4 наводится ЗДСрна выходеблока 5 появляются асимметричныепо длительности импульсы. Частотаследования полученных импульсов пропорциональна частоте вращения крыльчатки и несет информацию о скоростидвижения воздуха а скважность импульсов несет информацию о направленности воздушного потока.2 ил,(не показана), усилитель-ограничитель13, интегрирующую цепочку 14, индикаторы 15 направления воздушногопотока, формирователь 16 импульсов5 стабильной вольт-секундной площади,интегратор 17 и регистрирующий прибор 18.Блок 1 питания состоит из силового трансформатора 19 с двумя вто 1 О ричными обмотками 20 и 21, выпрямительных мостов 22 и 23, элементов24 и 25 искрозащиты и двухполярногостабилизатора 26 напряжения, Резистор 24 и диоды-стабилитроны 2515 обеспечивают искробезопасность выходного напряжения с обмотки 20,служащего для питания схемы преобразования скорости движения воздухав электрические импульсы, напряжение2 О обмотки 21 после выпрямления истабилизации используется для питания схемы преобразования импульсовв токовой Сигнал,Измеритель работает следующим25образом,При вращении крыльчатки (для случая нормального направления потока)ее армированные лопасти проходят надкатушкой 4 с постоянным магнитом 3,установленным таким образом, что егоось намагниченности перпендикулярнаоси катушки и торцам лопастейкрыпьчатки, При этом магнитный поток,пересекающий витки катушки 4, изме 35 няется по кривой а (фиг, 2), Таккак расстояние между лопастями значительно больше, чем поперечныеразмеры магнита 3, то скорость из 12100610 15 20 25 30 35 40 45 50 менения магнитного потока приподходе торца лопасти к магниту ипри выходе из его поля меньше,чем при проходе торца лопасти надмагнитом. В катушке 4 индуктивностинаводится ЭДС. Форма импульсов, возникающих в катушке 4 (точка А,фиг. 1), представлена кривой 5(фиг, 2). На выходе логарифмическогоусилителя 5 появляютсяасимметричныепо длительности импульсы (кривая 1,фиг, 2) .При реверсировании воздушнойструи изменение магнитного потока вкатушке и импульсы в характерныхточках имеют обратную форму (кривыег,и Е , фиг. 2),Частота следования полученных импуль"ов пропорциональна частоте вращения крыпьчатки и несет информацию о скорости движения воздуха, аскважность импульсов несет информацию о направлении воздушного потока.Сигнал с логарифмического усилителя поступает на формирователь бстабильных по амплитуде импульсов(триггер Шмитта). Импульсы с триггера Шмитта управляют работой модулятора 9 тока в линии связи, причемглубину модуляции можно изменятьза счет величины сопротивления резистора 27. Дифференцирующая цепочка 7 преобразует импульсы с формирователя 6 в импульсы стабильнойвольт-секундной площади которыепоступают на интегратор 8, выходнойсигнал которого пропорционаленскорости потока. Нагрузкой интегратора является показывающий прибор1 О, Резисторы 28 и 29 предназначеныдля градуировки показывающего прибора 10 по скорости и расходу воздушного потока соответственно.Выделение импульсов на поверхности осуществляется с резистора30 через разделительные конденсаторы 31, Усиленные блоком 13 импульсыподаются на интегрирующую цепочку14 и на формирователь 16, Полярностьнапряжения, выделяемого на конденсаторе интегрирующей цепочки 4,зависит от направления движения воздушного потока. При нормальном нанравлении воздушного потока открывается транзистор 32 и зажигается индикатор 33 направления (светддиод зеленого свечения), При изменении1 направления воздушного потока открывается транзистор 34 и зажигается светодиод 35 красного свечения,Преобразователь 16 (ждущий мультивибратор) вырабатывает импульсы, стабильные по амплитуде и длительности, частота следования которых несет информацию о скорости движения воздуха, Преобразование их в унифицированный токовый сигнал осуществляется блоком 17. С помощью резисторов 36 и 37 осуществляется градуировка регистрирующего прибора 18 по скорости и расходу воздуха в горной выработке.Блок 17 выполнен в виде интегратора на микросхеме 38 и усилителя тока на транзисторе 39. Кнопка 40 позволяет изменять постоянную времени интегратора, что облегчает градуировку измерителя. Формула изобретения 1, Тахометрический измеритель скорости движения воздуха, содержащий крыльчатку, лопасти которойснабжены магнитомягкими вставками,индукционный преобразователь, выполненный в виде катушки с постоянным магнитом, подключенной к последовательно соединенным усилителю,формирователю импульсов, интегратору, модулятору тока в линии связи, регистратору, и блок питания,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью обеспечения контроля направления движения воздуха и расширения области применения, постоянныймагнит ориентирован своей осьюнамагниченности перпендикулярнооси катушки индукционного датчикавдоль траектории движения магнитомягких вставок лопастей крыльчатки,при этом усилитель выполнен логарифмическим. 2, Измеритель по и, 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что поперечный размер постоянного магнита по оси намагниченности составляет менее половины шага лопастей крыльчатки.1210061 ручкоц Корректор Е,Сирохма тавитель ред А.Баб едактор О.Юрковецкая аз 510/5 30 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 706 ИИПИ Государстве по делам иэобре Москва, Ж, Подписноеого комитета СССРний и открытийушская наб., д. 4/