NL7906791A

NL7906791A - Zuigerpositiedetektor.

Info

Publication number: NL7906791A
Application number: NL7906791A
Authority: NL
Original assignee: Nederlandse Gasunie Nv
Priority date: 1979-09-12
Filing date: 1979-09-12
Publication date: 1981-03-16
Also published as: US4401946A; JPS5649903A; EP0025631A1

Description

>' π·1· ^ ‘

N.V. Nederlandse Gasunie j 4 * t,rr ,«"-> J

1 17 v* | f «· k'i w 3j

Uitvinder: Jacob KLIMSTRA te Buitenpost 1 3124

ZïïIGERPQSITIEDETEKTOR

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het opwekken van een elektrisch signaal waarvan de grootte in hoofdzaak lineair varieert met de afstand van een zuiger van een zuigermachine tot het uiterste dode punt daarvan, welke inrichting is voorzien van een roteer-5 baar deel dat gezamenlijk met of synchroon met de krukas van de zuiger-machine kan roteren.

Dergelijke inrichtingen worden onder andere gebruikt bij het opnemen van indicateurdiagrammen van snellopende zuigermachines met behulp van een kathodestraaloscillograaf. De aangegeven inrichting ver-10 schaft dan het signaal, waarmee op’het scherm van de oscillograaf de vereiste, met de zuigerslag lineair verlopende, horizontale verplaatsing van het beeldpunt wordt bewerkstelligd; de vertikale verplaatsing van het beeldpunt wordt bewerktstelligd met behulp van een, .bijvoorbeeld capaci-tieve, snelle drukopnemer, die een met de druk in de cylinder van de ma-15 chine evenredig elektrisch signaal verschaft.

Bij een bekende inrichting is het roteerbare deel een op een bijzondere manier uitgesneden cylindervormige plaat, die de ene plaat van een condensator vormt. Hiertegenover bevindt zich een, vast opgesteld, rechthoekig plaatje als tweede condensatorplaat; de uitsnijding in de cy-20 lindervormige plaat is zodanig dat de capaciteit van de gevormde condensator lineair met de zuiververplaatsing verloopt. Via een meetschakeling worden de capaciteitsvariaties omgezet in spanningsvariaties, die het vereiste signaal vormen. Deze bekende inrichting is nogal gecompliceerd en voor de huidige eisen niet meer voldoende nauwkeurig.

25 De uitvinding heeft tot doel, een inrichting van de omschreven soort te verschaffen, die eenvoudig en nauwkeurig is.

De inrichting volgens de uitvinding wordt daardoor gekenmerkt, dat het genoemde roteerbare deel een cylindrisch metalen deel is waarvan de cylinderas excentrisch evenwijdig aan de rotatieas is, waarbij de ver-30 houding van de excentriciteit tot de straal van de cylinder in hoofdzaak gelijk is aan de verhouding van de kruklengte tot de drijfstanglengte van de zuigermachine, en dat middelen aanwezig zijn voor het contactloos bepalen van de afstand van een vast punt tot het oppervlak van het genoemde 7906791 2 cylindrische metalen deel gemeten langs de verbindingslijn vanuit het genoemde vaste punt loodrecht op de rotatieas, welk vaste punt zich op een zodanige plaats bevindt dat de genoemde afstand zijn kleinste of zijn grootste waarde heeft als de genoemde zuiger zich in het genoemde uiter-5 ste dode punt bevindt.

Een juiste positionering van het 'vaste punt' kan worden verkregen bf door dit punt zelf te verplaatsen (bijvoorbeeld door verdraaien van de hele inrichting) bf door de hoekstand van het roteerbare deel ten opzichte van de krukas van de machine te variëren. Met 'uiterste dode 10 punt' wordt hier bedoeld dat dode punt, waarbij de zuiger het verst van de krukas verwijderd is.

De middelen voor het contactloos bepalen van de genoemde afstand bestaan bij voorkeur uit een wervelstroomafstandmeter. Nauwkeurige wervelstroomafstandmeters zijn in de handel verkrijgbaar. Zij worden veel-15 vuldig gebruikt voor het onderzoek van trillingsverschijnselen aan machines. Een wervelstroomopnemer bestaat uit een in kunststof gegoten spoel - de probe -, die een hoogfrequente wisselstroom aangeboden krijgt van een stuurschakeling. Hierdoor zendt de probe een wisselend magnetisch veld uit. In een, in dat veld aangebracht, geschikt materiaal zullen wer-20 velstromen ontstaan. De hiervoor nodige energie wordt onttrokken aan het magnetisch veld. Daardoor verandert de stroom, die de stuurschakeling levert aan de spoel. Het geheel is zodanig afgeregeld, dat de uitgangsspan-ning van de stuurschakeling recht evenredig is met de breedte van de spleet tussen probe en objekt. Een gebruikelijke gevoeligheid van wervel-25 stroomopnemers is 200 mV/mil’ ofwel 7,87 mV/Μ-m.

Hoewel de wervelstroom afstandmeter de voorkeur heeft, moet het gebruik van een contactloze afstandmeting volgens andere principes, bijvoorbeeld optisch, capacitief, inductief etc., worden geacht binnen het wezen van de uitvinding te vallen.

30 De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening waar in een uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens de uitvinding in langsdoorsnede is weergegeven, bij wijze van niet-beperkend voorbeeld.

In een huis 1 bevindt zich een in kogellagers 2 en 3 gemonteerd roteerbaar deel, dat bestaat uit twee asstukken 4 en 5, die in de lagers 35 2 en 3 bevestigd zijn, en een daartussen gelegen excentrisch cylindrisch deel 6. Met 7 is de draaiingsas aangegeven, met 8 de cylinderas van het cylindrische deel 6 en met 9 de excentriciteit van het cylindrische deel 6.

7906791 3 in een van schroefdraad voorziene opening in het huis 1 is een wervel-stroomprobe 10 geschroefd, die is vastgezet met een contramoer 11. Een verbindingsleiding 12 verbindt de probe 10 met een (niet getekende) stuur-schakeling, die het probesignaal omzet in een met de afstand 13 van het 5 midden 14 van de probe tot het oppervlak van de cylinder 6 evenredige spanning. Het punt 14 is daarbij het in het bovenstaande genoemde 'vaste punt'. Het geheel kan met een flens 15 instelbaar, bijvoorbeeld met bouten in sleufvormige boutgaten, bevestigd worden op, bijvoorbeeld, een te onderzoeken zuigermachine of een aparte console. Het aseind 16 kan op 10 iedere geschikte wijze aan de krukas van de zuigermachine gekoppeld worden.

In de tekening is het uitvoeringsvoorbeeld ongeveer op ware grootte weergegeven. Dit uitvoeringsvoorbeeld is ontworpen voor gebruik bij een zuigermachine waarvan de verhouding van de kruklengte tot de 15 drijfstanglengte 1 op 7 bedraagt. De diameter van het cylindrische deel bedraagt 11,6 mm, de straal daarvan dus 5,8 mm. De excentriciteit 9 bedraagt 1/7'van genoemde straal, te weten 0,83 mm. De probe 10 met bijbehorende stuurschakeling zijn van het fabrikaat DYMAC, type M60-1. Het uitgangssignaal van de stuurschakeling varieert voor een volledige zui-20 gerslag van 3,23 Volt tot 16,36 Volt. De afwijking van het lineair verband tussen de door de zuiger afgelegde weg van af het uiterste dode punt en het signaal is nergens groter dan ca. 1 %.

Men kan een inrichting volgens de uitvinding bruikbaar maken voor meer dan één zuigermachine met verschillende kruklengte/drijfstang-25 lengte-verhoudingen door de inrichting te voorzien van twee probes en twee cylindrische delen in eikaars verlengde met de bijbehorende excen-triciteits/straalverhoudingen. Wanneer de grootste nauwkeurigheid niet vereist is en een extra-fout van niet meer dan 1 % acceptabel is, kan men een dergelijke inrichting, voorzien van cylindrische delen met excentri-30 citeits/straal-verhoudingen van 1/7 en 1/10, naar is gebleken, zelfs gebruiken voor zuigermachines met alle kruklengte/drijfstanglengte-verhou-dingen tussen 1/6 en 1/11.

7906791

Claims

1. Inrichting voor het opwekken van een elektrisch signaal waarvan de grootte in hoofdzaak lineair varieert met de afstand van een zuiger van een zuigermachine tot het uiterste dode punt daarvan, welke inrichting is voorzien van een roteerbaar deel dat gezamenlijk met of syn- 5 chroon met de krukas van de zuigermachine kan roteren, met het kenmerk, dat het genoemde roteerbare deel een cylindrisch metalen deel is waarvan de cylinderas excentrisch evenwijdig aan de rotatieas is, waarbij de verhouding van de excentriciteit tot de straal van de cylinder in hoofdzaak gelijk is aan de verhouding van de kruklengte tot de drijf-10 stanglengte van de zuigermachine, en dat middelen aanwezig zijn voor het contactloos bepalen van de afstand van een vast punt tot het oppervlak van het genoemde cylindrische metalen deel gemeten langs de verbindingslijn van uit het genoemde vaste punt loodrecht op de rotatieas, welk vast punt zich op een zodanige plaats bevindt dat de genoem-15 de afstand zijn kleinste of zijn grootste waarde heeft als de genoemde zuiger zich in het genoemde uiterste dode punt bevindt.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen voor het bepalen van de genoemde afstand bestaan uit een wervelstroom af-standmeter.

3. Inrichting volgens, conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de inrich ting is voorzien van tenminste twee cylindrische delen met verschillende excentriciteit/straal-verhoudingen.

4. Inrichting zoals beschreven en met een tekening toegelicht. 0 7906791