датчик скорости вращения

Формула изобретения

Датчик скорости вращения, содержащий корпус, чувствительный элемент, вращающийся вокруг своей оси, приводной вал, счетчик числа оборотов, отличающийся тем, что он снабжен анализатором, фокусирующей, направляющей и приемной линзами, связывающим источник и приемник оптического излучения оптоволоконным кабелем, причем чувствительный элемент выполнен в виде оптической пластины с природной поляризацией, установленной во вращающейся в подшипниках трубе, связанной с приводным валом передаточным механизмом, ось вращения которой проходит через пересечение оптических осей пластины, а направляющая и приемная линзы установлены в направляющих трубках и расположены на оси вращения в фокусах друг друга.

Описание изобретения к патенту

Датчик скорости вращения предназначен для использования в различных областях промышленности, в частности в автомобилестроении.

Известно устройство для измерения скорости вращения. Устройство содержит частотный датчик, формирователь выходного постоянного напряжения и опорный элемент, причем согласно изобретению, в него дополнительно введены формирователь двуполярных импульсов, связанный входом с первым выходом частотного датчика и синхронный аналоговый переключатель, первый вход которого подключен к выходу формирователя двуполярных импульсов через первый вход и выход сумматора, а второй вход - к опорному элементу, третий вход - управляющий - ко второму выходу частотного датчика, а выход - к первому входу формирователя выходного постоянного напряжения, второй вход которого соединен со вторым входом сумматора и с выходом опорного элемента, выход которого является выходом устройства. Недостаток данного устройства низкая точность измерений и узкая область применения. (Патент РФ №2199752 (№2001100778), G 01 Р 3/44, 2003.02.27).

Известен датчик скорости вращения, принятый за прототип. Датчик содержит кольцевой многополюсный магнит, расположенный на приводном валу, компаратор магнитной индукции с чувствительным к изменениям магнитного поля элементом, расположенным у внешней цилиндрической поверхности многополюсного магнита, и постоянный магнит, расположенный в области чувствительного элемента, который позволяет производить регулировку параметров выходного сигнала датчика изменением величины индукции постоянного магнитного поля смещения в области чувствительного элемента перемещением постоянного магнита и/или его вращение вокруг своей оси. Недостаток данного устройства низкая точность измерений и узкая область применения. (Патент РФ №2190856, G 01 Р 3/487, 2002.10.10).

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений, а также расширение области применения устройств данного типа.

Технический результат достигается тем, что датчик скорости вращения, содержащий корпус, чувствительный элемент, вращающийся вокруг своей оси, приводной вал, счетчик числа оборотов, согласно изобретению, снабжен анализатором, фокусирующей, направляющей и приемной линзами, связывающим источник и приемник оптического излучения оптоволоконным кабелем, причем чувствительный элемент выполнен в виде оптической пластины с природной поляризацией, установленной во вращающейся в подшипниках трубе, связанной с приводным валом передаточным механизмом, ось вращения которой проходит через пересечение оптических осей пластины, а направляющая и приемная линзы установлены в направляющих трубках и расположены на оси вращения в фокусах друг друга.

Применение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволяет повысить точность измерений, а также расширить область применения устройств данного типа.

Датчик скорости вращения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез устройства, разрез А-А, на фиг.2 изображен разрез Б-Б, на фиг.3 изображен разрез В-В.

На чертежах представлены:

1 - корпус;

2 - оптическая пластина с природной поляризацией;

3 - труба, ось вращения которой проходит через пересечение оптических осей пластины с природной поляризацией;

4 - приемная линза;

5 - направляющая трубка приемной линзы;

6 - направляющая линза;

7 - направляющая трубка направляющей линзы;

8 - подшипник 1;

9 - подшипник 2;

10 - передаточный механизм;

11 - приводной вал;

12 - подающий оптоволоконный кабель;

13 - приемный оптоволоконный кабель;

14 - фокусирующая линза;

15 - источник поляризованного светового излучения (например лазер);

16 - фотоприемник;

17 - анализатор;

18 - счетчик числа оборотов;

19 - оптические оси пластины с природной поляризацией.

Датчик скорости вращения содержит корпус 1, в который вставляют трубу 3 с возможностью вращения в подшипниках 8 и 9. В трубе 3 закрепляют оптическую пластину 2 с природной поляризацией, причем ось вращения трубы 3 проходит через пересечение взаимно перпендикулярных оптических осей 19 пластины 2 с природной поляризацией. Вращение на трубу 3 передают от приводного вала 11 передаточным механизмом 10. В корпусе 1 закреплены подающий 12 и приемный 13 оптоволоконные кабели, направляющая трубка 5 приемной линзы 4 и направляющая трубка 7 направляющей линзы 6, причем оси трубок 5 и 7 совпадают с осью вращения трубы 3. Направляющую линзу 6 источника оптического излучения и приемную линзу 4 оптического излучения располагают по обе стороны от пластины 2 с природной поляризацией на оси, проходящей через центр пересечения оптических осей 19 пластины 2 с природной поляризацией. Направляющую линзу 6 источника оптического излучения и приемную линзу 4 оптического излучения располагают в фокусах друг друга для обеспечения достаточного размера поляризационного поля.

Датчик скорости вращения работает следующим образом.

Работа датчика вращения основана на принципе постоянства оптической поляризации в материале с природной поляризацией. При вращении пластины 2 будет одновременно вращаться поляризационное поле, создаваемое лучом лазера. В предлагаемой конструкции прибора пластина 2 помещена в трубу 3, которая вращается вокруг своей оси в подшипниках 8 и 9. На трубе 3 размещен передаточный механизм 10, соединенный с приводным валом 11. Создание поляризационного светового поля производится источником поляризованного светового излучения (например, лазером) 15 с помощью фокусирующей линзы 14 по подающему оптоволоконному кабелю 12 к направляющей линзе 6, Считывание вращающегося поляризационного поля производится счетчиком числа оборотов 18 через анализатор 17, фотоприемник 16, приемный оптоволоконный кабель 13 и приемную линзу 4. По скорости вращения оптических осей 19 оптической пластины 2 с природной поляризацией, являющейся чувствительным элементом, фиксируемой фотоприемником 16, анализатором 17 с помощью счетчика числа оборотов 18 определяют скорость вращения.

Применение датчика скорости вращения обеспечивает следующие преимущества:

- повышение точности, оперативности и достоверности измерений;

- расширение области применения данного вида устройств;

- возможность применения заявляемого устройства при эксплуатации приводов различного назначения;

- дистанционное снятие сигнала с устройства;

- возможность осуществления автоматизированного непрерывного контроля;

- возможность работы во взрывоопасной среде.