DE2023483A1 - Drehzahlfühler für Schaufelläufer - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, Z0Z3A83

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys, Dr.K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

Sehu/Hi

H. M. Hobeon Halted, lingsway,
London, W.C.2, England

Brehsahlfühler für Sehaufelläufer

Die rerliegende Erfindung betrifft einen B_rehsahlffehler rar Meeeung der Drehzahl eines Schaufelläufer·, Bit einen Itthlkepf, der in der Iahe der Sehamfeln angeordnet werden kann, Bit einer Übertragerapule in den Tfihlkepf, alt eine» leehfreg.uensessillater zur Erzeugung von Schwingungen in der Übertragerapmle, Bit einer EBpfangerepule, die ao in dem fQhlerkepf in lesug auf die Olier trager β pul β angeordnet let, dal der Singang an der Sapfüngerepule sieb, in Abmingigkeit daron ändert, ob eich tine Schaufel in der Iahe de« fanlerkopfob befindet oder nicht, und Bit einer Einrichtung, üb τοη der lapfängerepule einen digitalen Auegang abiuleiten.

Der fühler erieugt einen digitalen Ausgang, der der Drekahl des Läufers entspricht, und ait XiIfe dieses Ausganges kann eine Anzeige der Drehsahl erfolgen, oder es kann der Läufer oder ein zugehöriger feil hiereit gesteuert werden·

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Versugeweise wird eine solche Anordnung getroffen, daB das Eingangssignal an der Smpfängerspule bei Abwesenheit einer Schaufel IvIl ist,

Ib folgenden soll eine AusführungsforB der yorliegenden Erfindung beschrieben werden, die eine Anwendung der Erfindung auf die Überwachung τοη nicht eieenfBrmigen Schaufeln der liederdruek- und Zwischendrucksohaufein de· !espresso» einer Gasstrahl turbine seigt. Mit Hilfe des digitalen Ausganges des Drehsahlfunlers kann eine Steuerung der Maschine susammen mit anderen Maschinenparameter^ durchgeführt werden· Dieses Ausfumrumgsbeispiel ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt· In der Zeichnung teigent

fig. 1 und 2 jeweils fühler, die in Terbindmng alt den Schaufeln an den liederdruek- und Hitteldruekkoapressorläufern verwandt werden kSnnen.

Fig. 3 «in Sleckschaltbild,

fig. 4 die in den lig· 1 und 2 geseigten Itthler, die in den Kemmrcssor eingebaut sind, und

fig· 5 eine abgewandelte Auefunrungsfera eines fahlere.

In fig· 1 sind drei verschiedene Ansichten in jeweils ineinander senkrechten Sichtungen eines fehlere 10 sub fohlen der Läufersehaufein 16 (fig· 4) der liederiruekkoBpreseerwelle einer Oasturbine gezeigt· Der fühler 10 enthält einen ffihlkepf 11, einen flansch 12, in Icb IVeher 13 **r AufmahBe reu Stiften H (fig· 4) ausgebildet sind, üb dem fahler an &sb ffeh&use 15 des liederdruekktByrtissors su. befestigen, und ein Terbindumgsstüok 17, üb ä%n ftMnr »f.t einer e&tf®rnt angeordneten elektronischem Eimrichtwig au Teifbimdem· In fig· 2 ist

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ein Fühler 100 dargestellt, der etui Abfühlen einer der Stufen der Läufers chattfein 18 (yig. 4) auf der Mitteldruckwelle dee Kompressors dient« Der Fühler 100 ist im allgemeinen ähnlieh wie der Fühler 10 ausgebildet, und er ist gleichfalls an dem Gehäuse 15 befestigt, jedoch weist er eine den Fühlkopf 11 haltende Verlängerung 19 auf, die dureh daa Gehäuse 15 und das Gehäuse 20 des Mitteldruekkompressors hindurch vorsteht. In Fig· 5 ist ein Fühler 200 gezeigt, der im allgemeinen gleich dem Fühler 10 ist, bei dem jedoch das Verbindungsteil 17 anders angeordnet ist«

In dem Fühlkopf jedes Fühlers ist eine Obertragerspule 21 und eine Empfängerspule 22 angeordnet, die auf Wicklungehalter aus Polytetrafluoräthylen gewickelt und in Kunstharz 23 eingebettet sind. Im Betrieb wird die übertragerspule 21 kontinuierlich duroh einen Oszillator 24 in der elektronischen Vorrichtung gespeiet, der an die Spule 21 Signale abgibt, deren Frequenz und Spannung konstant bleiben unabhängig davon, ob ein Gegenstand festgestellt wird oder nicht. Die E»pfangerepule 22 ist, um einen minimalen Spannungeausgang zu erhalten, In Bezug auf die Obertragerspule in einem Magnetfeld der GröBe lull angeordnet, während sieh an den Klemmen der Smpfängerspule eine Ausgangsspannung einstellt, wenn das Magnetfeld durch einen festgestellten Gegenstand gestört wird.

Die Art, in der das Magnetfeld geetört wird, ist vielschichtig, und sie wird durch die Zusammensetzung des festzustellenden KOrpere, d.h. seine Abmessungen, seine Iahe zu dem Fühlkopf und dadurch, ob er ferromagnetisch, paramagnetisch oder diamagnetisch 1st, bestimmt, jedoch wird, wenn sich bei der Feststellung des Materials die Achse des lull-Magnetfeldes versohiebt, an den Klemmen der Empfangsβpul« ein Auegang erhalten·

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Ber ©saillater §4 Jeana sweelniäSigerweise am® qIeqm nit swei fransiBteresi seotiielctcii, freilaiafeHdem 200 Uz &et&bllen HuI-tiribrator bestehen, der ait der ttli©rteager§pmli© '21 tfter eineu iorus£5r»ig gewickeltem fra33Lef@rBi.tor gekoppelt lit. Dureh die Anwesenheit einer Sehaufel im S@r like <fi@r übertregerspule S1 werten im d®r lapftegergjpml© 22 so lauge Signale alt einer Freqmems T®a 20© Mn ®rs@mgt₅ vie slek Si® ScMamfel in dem 7e*tetell1)ereieli

Der Ten der Sapflngerepml® 22 erhalten® Ausgang wird eines Hit svei fr&neietoren bestückten, mit koker Singangoiapedans Tereekenen₉ gleieketrongekoppelten Teretärker 25 in der elektrenieoken Terrioktung ingefiikrt, in dem de· Signal festgestellt «nd gefiltert wird. An diesen Verstärker seklieBt siek eine friggerstufe 26 «ad eine Saitterfolgestufe 27 an, durch die ein genau begrenster lapmls bei niedriger IapedanE gebildet wird.

Typische Amegangssignale sind in Fig. 5 dargestellt, jedoch werden diese Signale durek eine Zahl τοη Faktoren beeinfluAt, wie etwa:

a) Die Art dee festxmstellemden Sckamfelaaterials,

b) den Abstand swisekem der Spitze der Schaufel mnd den Fühlkepf,

c) die Oberfläche der Schaufel, die sich den Fühlkopf darbittet,

d) die Umfangsgeschwindigkeit der Sehaufelspit^en,

e) die elektrische Belastung·

lim typischer Ausgang mit einer Spitse t®s& 15 Veit wird bei einer 0,157 cn dicken fitansekaufel im ein« Itatamd ψ&η mag'®» ■ fähr 0,3 en erkalten, webei tin« JSalantuBjg ren 10_βΘΟΘ Qbm

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wandt wird, «χ piae typische Yeretärkereingangeimpedan* nachzuahmen.

Di· Eingamgsspannvng, die für die Terrlehtung erferderiich ist, liegt »ei 20 ¥1· 30 YeIt Gleichspannung, «nd ·■ wird tin Strom ron annähernd 30 bis 70 ml gesogen, d.k· der Leistuagsrerbrauoh liegt ia der drSienerdaong ron 1,5 Watt«

Mit dem erfindvngegemäfien Drehsahlfühler kennen Eisen- und Viehteieenaetalle und auch einige liehtaetalle, s.B· Kohle, Graphit «ad sugeerdaete Yerblmduagtn, festgestellt werden.

Der erfindungsgemäie fühler ist insbesondere wegen seiner hohen Zfthlrate (bis η 8 ι 1O⁵ pro Minmte) als Drehsahlfühler zur Messung der Drehzahl des Sshaufellävfers des Kompressors einer Gasturbine geeignet.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   ij Drehsahlfühler sur Messung der Drehzahl eines Bit Schaufeln versehenen Läufers, gekennzeichnet durch einen Fühlkopf (11), der in der Iahe der Schaufeln (16,18) anbringbar ist, dureh eine Obertragerspule (21) in dea Fühlkopf, dureh einen Hoohfrequenzossillator (24) sur ErBeugung τοη Schwingungen in der Obertragerspule, durch eine Eapfängerspule (22), die so in dea FOhlkopf in Besug auf die übertragerspule angeordnet ist, daß der Eingang an der Empfängerspule sich je nachdem ändert, ob eine Schaufel in der Iahe des Fühlkopfes Terhanden ist oder nicht, und durch eine Einrichtung (17) sur Ableitung eines digitalen Ausganges τοη der Eapfängerspule.

   2· Drehsahlfühler naeh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dal die Spulen (21,22) so angeordnet sind, daß der Eingang an der Eapfängerspule (22) bei Abwesenheit einer Schaufel lull 1st.

   3· Drehsahlfühler nach eines der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennseichnet , dafi der Drehsahlfühler in eine Gasturbine in der Iahe der Läuferschaufeln des Kompressors einbaubar 1st·

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   Lee rs e ι te