Многофункциональные оптоэлектронные преобразователи для контроля параметров вращающегося диска

Многофункциональные оптоэлектронные преобразователи для контроля параметров вращающегося диска.

Ю.Г.Шипулин,   У.С.Холматов

В области машиностроения широко применяются оптоэлектронные преобразователи для контроля скорости вращения различных элементов [1]. Наиболее широко разработана оптоэлектронные преобразователи для контроля скорости вращения [1,2,3].

Однако, существенные оптоэлектронные преобразователи скорости вращения диска [2,3] имеет сложную конструкцию и ограниченные функциональные возможности. В настоящее время система контроля и управления различных машин и механизмов требуют, чтобы преобразователи были многофункциональными и позволяли одной конструкцией контролировать как скорость и направление вращения, так и осевое перемещения вращающегося диска.

Авторами разработаны многофункциональные оптоэлектронные преобразователи для контроля скорости, ускорения и направления вращения диска, а также его осевое и угловое перемещение, что позволит применять данное оптоэлектронноные преобразователи в системах контроля работа тормозных колодок транспортных средств.

Многофункциональный оптоэлектронный преобразователь для контроля параметров вращающегося диска (рис. 1) состоит из: корпуса 1, дугообразного торца 2 с отверстиями 3,4 и 5, источника излучения 6, приемников излучения 7 и 8, диска 9, оси вращения 10, светоотражающих 11 и светопоглощающих 12 меток (рис 2). При агрессивных и взрывоопасных условиях эксплуатации  

[pic 1]

а)

б) Рис. 1 Оптоэлектронные преобразователи скорости вращения диска : a –c полным световодом;

б-с волоконными световодами.

Многофункциональный оптоэлектронный преобразователь для контроля параметров вращающегося диска кроме вышеуказанных элементов содержит также волоконный световод 13 сопряженный с источником излучения 6 и волоконные световоды 14 и 15 сопряженные с приемниками излучения 7 и 8. Бесконтактное устройство для контроля параметров вращающегося диска содержит также измерительную схему (рис 3) с двумя мостовыми схемами, из которых одна с приемником излучения 7 и с сопротивлениями 16.17.18 и другая с приемником излучения 8 и с сопротивлениями 19,20,21 с выходными напряжениями Uвых1 и Uвых2 и напряжением питании Uм.

Многофункциональный оптоэлектронный преобразователь для  контроля параметров вращающегося диска работает следующим образом. При вращении диска 9 метки 11 и 12 начинают поочередно перемешаться относительно отверстий 3,4 и 5.

вращении диска 9 с метками 11 и 12 например, по часовой стрелке под торец устройства входит светоотражающая метка 11 после метки 12 и начинается процесс увеличения светового потока Ф01, отраженного от метки 11и падающего на приемник излучения 7. который будет продолжаться до приходя метки 12. Таким образом. при перемещении светоотражающей метки 11 относительно начала приемника излучения 7 по часовой стрелке, световой поток Ф01 падающий на 7 по координате времени Ʈ на участке 0, Ʈ1 согласно графика на (рис. 4) будет увеличиваться, далее на участке Ʈ1, Ʈ2 будет неизменным и на участке от Ʈ2 до Ʈ3 будет падать до исходного значения. Аналогично при входе метки 12 под светочувствительную поверхность приемника излучения 8 (рис 4) световой поток Ф01 и ф02 падающий на 8 будет увеличиваться на участке Ʈ’0, Ʈ’1 далее будет стабильным на участке Ʈ’1 Ʈ’2, и при подходе светопоглощающей метки 11 будет падать до исходного значения. Таким образом, Форма изменения световых потоков Ф01 И Ф02 падающих на приемник ихлучения 7 и 8, а следовательно и выходных напряжений мостовых схем Uвых1 и Uвых2 имеют вид импульса, при этом поток Ф02 запаздывает по отношению к потоку ф01(Uвых1)на время ∆Ʈ, что позволяет получить информацию о направлении вращения диска 9.