Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3291
.pdf
Предусмотрены средства, позволяющие регулировать относительные крутящие моменты фрикционных
роликов 21 и 22. Как показано на фиг. 1 и 3, фрикционные ролики установлены таким образом, что их можно
регулировать вдоль вала 23 и фиксировать в любом желаемом положении с помощью соответствующих гаек
37 и 38. Очевидно, что крутящий момент, создаваемый фрикционным валком, увеличивается по мере
перемещения валка вдоль диска, удаляясь от его центра. При регулировке положения фрикционных роликов
можно регулировать крутящий момент вращения в прямом и обратном направлении, а также скорость подачи
электрода в прямом и обратном направлении во время процесса выжигания.
Для устранения трения и, следовательно, снижения потребляемой мощности и повышения чувствительности
в работе желательно свободно использовать шариковые подшипники или их аналоги. Поскольку концы вала
23, на котором расположены фрикционные ролики 21 и 22, качаются по направлению к диску и от него,
необходимо расположить подшипники 25 и 26 таким образом, чтобы они не заедали. Это может быть
достигнуто с помощью самоустанавливающихся шарикоподшипников или аналогичных средств.
Короткий вал, несущий подающий ролик электрода 6, также должен быть установлен в подшипнике 12 таким
образом, чтобы наружный подшипник мог перемещаться вокруг оси вращения 13.
Описанный выше механизм предпочтительно заключен в корпус 39, который может быть снабжен съемной
крышкой.
На рис. 1 один из шарнирных элементов такой крышки показан под номером 40.
Электрод 1 может использоваться в виде прямых отрезков или наматываться на катушку с подходящей
опорой (не показана на рисунке). Хотя мы показали и описали выпрямляющие ролики для электрода, такие
ролики не являются необходимыми в тех случаях, когда электрод практически не имеет изгибов и перегибов.
Мы считаем предпочтительным сделать диск 20, или ведомый элемент, легким по весу, чтобы уменьшить его
момент инерции. Он может быть изготовлен из стали, алюминия или другого подходящего материала.
В контексте нашего изобретения не имеет значения, как сварочная головка, включающая механизм подачи
электрода, крепится относительно свариваемой детали. В технологиях автоматической дуговой сварки
обычно сварочную головку располагают неподвижно, а заготовку — так, чтобы она перемещалась под
сварочной головкой и перемещала дугу вдоль свариваемого шва. Также часто оставляют обрабатываемый
материал неподвижно, перемещая сварочную головку. На рис. 4 свариваемая деталь обозначена цифрой 41,
а сварочная головка установлена на стандартной опоре 42, которая может перемещаться над деталью.
Данный стандарт также поддерживает электродвигатель 43, который показан в варианте с шкивом 44,
приводящим в движение шкив 24 на валу 23 посредством ремня 45. Двигатель 43 может быть любого типа,
работающего с практически постоянной скоростью, и могут быть предусмотрены средства для регулирования
скорости двигателя по мере необходимости. При необходимости ремень 45 может быть сконструирован таким
образом, чтобы приводить в движение фрикционные ролики через шкивы, изменяющие скорость, для
обеспечения регулировки скорости.
Сварочный ток может подаваться в электрод любым желаемым способом³: через подающие ролики, через
сопло⁷ или и то, и другое, а также с помощью щеток, контактирующих с движущимся электродом.
Поскольку вал фрикционного ролика 23 в некоторой степени качается, ремень 45 должен проходить от шкива
24 практически под прямым углом к плоскости, в которой качается вал, так как в противном случае качание
вала будет попеременно натягивать и ослаблять приводной ремень. Очевидно, что можно предусмотреть
подходящее устройство для передачи мощности от двигателя к валу фрикционного ролика, при этом
необходимо лишь сконструировать устройство таким образом, чтобы оно позволяло качаться валу
фрикционного ролика.
На рис. 6 показано, как двигатель 431 приводит в движение вал фрикционного ролика 231 через гибкий вал
451. В данной конструкции фрикционные ролики 211 и 221 показаны как регулируемые вдоль вала 231 с
помощью вилок 47 и 48, которые могут быть зафиксированы в отрегулированном положении в опоре 391 с
помощью соответствующих средств, обозначенных гайками 49 и 50. Опора 391 будет иметь прорезь для
обеспечения необходимой регулировки. Подшипники 251 и 261 обозначены как установленные на шарнирных
рычагах 311 и 321, как более наглядно показано на рис. 7. В этой конструкции также могут использоваться
самоустанавливающиеся подшипники. В конструкции, показанной на фиг. 6 и 7, подшипники обозначены как
шарнирно прикрепленные к опорным рычагам. Шарнирная опора подшипника 261 схематически обозначена
цифрой 51. Рычаги 311 и 321 должны быть повернуты в основном в плоскости вала ~231, как показано на рис.
7 под номером 52.
На рис. 6 также схематически показано устройство механизма изменения скорости между механизмом подачи
электродов 51, 61 и диском 201, приводимым в движение фрикционными роликами. Этот механизм
переключения скорости, как показано, включает в себя три шестерни 53, 54 и 55, приводимые в движение от
вала, на котором установлено червячное колесо. Эти шестерни входят в зацепление с шестернями 56, 57 и 58
соответственно.
Шпонка, регулируемая продольно с помощью ручки 59, может быть перемещена для фиксации любой из
шестерен 56, 57 или 58 на валу, приводящем в движение подающий ролик 51, при этом остальные шестерни
будут вращаться свободно, как это хорошо известно в области редукторов с изменяемой скоростью.
Там, где предусмотрен механизм изменения скорости, желательно размещать его между приводным диском и
приводимыми им подающими роликами, поскольку в этом случае всегда можно приводить в движение
фрикционные ролики на относительно высокой скорости, что позволит им более эффективно передавать
мощность и обеспечит возможность очень точного регулирования скорости подачи электрода.
Однако, можно обеспечить достаточно широкий диапазон регулировки скорости, изменяя скорость вращения
вала фрикционного ролика 231. Как показано на рис. 6, двигатель 431 снабжен регулируемым реостатом 60
для управления возбуждением обмотки возбуждения 61 двигателя.
Со временем фрикционные ролики изнашиваются, и по мере износа их необходимо заменять. Для
обеспечения возможности быстрой замены детали могут быть сконструированы таким образом, чтобы ролики
легко снимались с вала. Как показано на рис. 6, вал снабжен шпоночным пазом 82, в который скользят шпонки
подающих роликов. На рисунке показан уменьшенный по размеру вал (номер 63), снабженный головкой
(номер 64). Для соединения гибкого вала 451 с валом фрикционного ролика 23t может быть предусмотрено
простое штыковое соединение 65. Для замены фрикционных роликов достаточно разблокировать штыковое
соединение и потянуть вал 231 влево, как показано на рис. 6. Вал выдвигается из подшипников 251 и 261, и
ролики соскальзывают с правого конца вала.
На фиг. 8 и 9 показана модификация опоры подшипника для наполнителя подающего ролика, которая
соответствует подающему ролику 6 на фиг. 1. Опора 66 выполнена таким образом, чтобы обеспечивать
подшипники с каждой стороны подающего ролика, поэтому второй подшипник, например, подшипник 12 на
рис. 1, не требуется.
В тех случаях, когда желательно, чтобы деталь 61 податливо прижималась к электроду, может быть
предусмотрена пружина, как это хорошо известно в данной области техники. Эта пружина обозначена на фиг.
8 и 9 как плоская пружина 67, давление на которую может регулироваться винтом 68, как это хорошо известно
в данной области техники.
На рис. 5 показано подходящее расположение аппарата электрического управления для контроля
электромагнитных средств, перемещающих фрикционные ролики, как описано выше. Устройство 41
подключено к одной стороне соответствующего источника питания, причем такое подключение обозначено
проводом 69. Другая сторона 70 цепи питания подключена к проводу, подающему ток на сварочный электрод.
Реле, показанное на рисунке с обмоткой 71, управляет контактами 72 и 73, которые, соответственно,
замыкают цепи электромагнитов 29 и 30, управляющих движением фрикционных роликов. В тех случаях,
когда используется управление в ответ на напряжение на дуге, обмотка 71 будет подключена параллельно
дуге, и такое соединение, как показано на рис. 5, осуществляется через выводы 74 и 75.
Для регулировки реле с целью поддержания любого желаемого напряжения дуги могут быть предусмотрены
соответствующие средства, обозначенные на рис. 5 регулируемым резистором 76. Ток для работы
электромагнитов 29 и 30 может поступать из любого подходящего источника практически постоянного
напряжения, обозначенного на рис. 5 выводами 78 и 79. Для управления цепью через выводы 78 и 79
предусмотрен выключатель 80, который замыкается во время работы машины.
Изображен переключатель 81, который при перемещении вправо соединяет обмотку 71 с дугой и замыкает
цепь посредством ножа 82 через одну сторону переключателя 80 с точкой опоры 83 реле. Когда
переключатель 81 переводится влево, он размыкает цепь реле, и контакт 82 замыкает обратную цепь через
провод 84 к коммутирующему элементу, представленному в виде контакта 85, который может быть
перемещен для замыкания цепи либо к магниту 29, либо к магниту 30.
Принцип работы системы станет ясен из приведенного выше описания, но будет кратко рассмотрен в связи с
описанием схемы, представленной на рис. 5. Для начала сварки оператор замыкает выключатель 80 и
перемещает выключатель 81 вправо, чтобы соединить обмотку 71 с дугой. Он также замыкает сварочную
цепь, представленную выводами 69 и 70. Если электрод не соприкасается с обрабатываемой деталью,
напряжение, подаваемое на обмотку реле 71, будет высоким, и контакт 72 замкнется, что активирует магнит
30 через цепь, идущую от вывода 78 через выключатель 80, выключатель 82, точку 83, контакт 72, магнит 30 и
выключатель 80 к выводу 79.
Магнит 30 переместит фрикционный ролик 22 на рис. 1 в зацепление с диском, и механизм подачи электрода
будет работать в направлении, обеспечивающем контакт электрода с обрабатываемой деталью. Как только
электрод коснется обрабатываемого элемента, обмотка реле 71 обесточится, реле включит магнит 29 и
выключит магнит 30. Таким образом, вал фрикционного ролика будет качаться, чтобы войти в зацепление с
другим фрикционным роликом и вызвать отвод электрода от заготовки для возникновения дуги. Как только
сварочная дуга достигнет заданной длины, обмотка 71 получит достаточное напряжение, чтобы разорвать
контакт 73 и замкнуть контакт 72. Затем возобновится подача электрода в прямом направлении, после чего
контакты реле будут быстро вибрировать и регулировать скорость подачи электрода для поддержания длины
дуги практически постоянной, как было описано ранее.
Согласно описанной в предыдущем абзаце операции, электрод и заготовка подключаются к источнику
питания таким образом, что сварочная цепь замыкается, как только электрод касается заготовки. При таком
способе работы иногда наблюдается тенденция к прилипанию электрода к обрабатываемой детали, но
механизм работает с достаточной скоростью и мощностью, чтобы без труда зажечь дугу. Согласно другому
способу работы, соединение с источником осуществляется сразу после того, как электрод зацепляется за
заготовку, и при таком способе работы исключается склонность электрода к прилипанию или стыковой сварке
с заготовкой. Очевидно, что наше изобретение в равной степени применимо и к такому способу работы. При
использовании управления в соответствии с напряжением дуги обмотка реле подключается к стороне
источника выключателя, что замыкает соединение с источником, и как только выключатель замыкается,
обмотка реле становится чувствительной к напряжению дуги.
Для того чтобы оператор мог вручную контролировать подачу электрода, переключатель 81 на рис. 5 можно
перевести влево, тем самым разъединив обмотку реле 71 и замкнув цепь управления через контакт 82
переключателя 81 к управляющему переключателю 85. Перемещая переключатель 85 в соответствующие
положения, можно выборочно управлять цепями магнитов 29 и 30.
На схеме переключатель 85 изображены любые подходящие средства управления, которые на практике могут
представлять собой кнопки, расположенные для удобного доступа оператора машины.
Как уже указывалось ранее, очевидно, что для подачи сварочного тока с помощью схемы, показанной на рис.
5, может использоваться любая желаемая цепь питания.
Если используется система постоянного тока, то питающие провода 69 и 70 будут соединены
последовательно с цепью постоянного тока, которая может обеспечивать одну или несколько сварочных дуг
способом, хорошо известным в данной области техники. В этом случае ток через дугу остается практически
постоянным, но механизм управления будет поддерживать длину дуги практически постоянной, поскольку
изменения напряжения на дуге являются точным показателем изменений длины дуги. Если сварочная цепь
питается от источника постоянного напряжения, то, как указано выше, будет использоваться последовательно
включенное стабилизирующее сопротивление.
Однако, поскольку управляющая обмотка 71 подключена таким образом, чтобы реагировать на напряжение
дуги, она будет поддерживать длину дуги практически постоянной, поскольку, как уже говорилось ранее,
напряжение на дуге очень чувствительно реагирует на изменения длины дуги в любой системе сварки. Если
дуга питается от источника с изначально регулируемым напряжением, такого как генератор или
трансформатор, то использование стабилизирующего резистора не требуется. Здесь управляющее реле
снова реагирует на напряжение дуги и поддерживает длину дуги практически постоянной.
Например, источником сварочного тока может служить генератор типа, указанного в технической
спецификации №.
159,374. Такой генератор снабжен парой щеток с регулируемым напряжением, которые подключены к
сварочной цепи, а также парой щеток, на которых напряжение остается практически постоянным. С помощью
такого генератора цепь управления 78,79 на рис. 5, а также цепь двигателя 43, приводящего в движение
фрикционные ролики, могут питаться от постоянного напряжения, щеток. В системе с последовательным
резистором, обеспечивающим постоянное напряжение, цепь управления 78, 79 и двигатель 43 могут питаться
от стороны постоянного напряжения последовательного стабилизирующего резистора. Очевидно, что можно
использовать как переменный, так и постоянный ток, поскольку электромагниты 29 и 30 и управляющая
обмотка 71 могут быть спроектированы для работы как с переменным, так и с постоянным током.
Более того, двигатель постоянной скорости 43, очевидно, может представлять собой любой хорошо
известный тип двигателя, работающий как от переменного, так и от постоянного тока, или от обоих типов.
Также очевидно, что привод от двигателя 43 может быть заменен приводом от линейного вала или другого
подходящего источника энергии.
В системах с переменным током, где ток через дугу достаточно чувствительно изменяется при изменении
напряжения дуги, управляющая обмотка 71 может быть подключена последовательно со сварочной цепью,
как это хорошо известно в данной области техники. При таком последовательном соединении управляющий
соленоид необходимо регулировать для любого изменения нормального значения сварочного тока. При
параллельном подключении управляющей обмотки такая регулировка не требуется, если только не
необходимо изменить длину дуги.
Если необходимо использовать электрод другого размера, механизм изменения скорости, показанный на рис.
6, может быть отрегулирован в соответствии с новым электродом.
Регулировка также может производиться путем изменения положения фрикционных роликов и регулировки
скорости их вращения. Предпочтительно эксплуатировать машину с таким регулировкой фрикционных
роликов, чтобы реле, через управляющую обмотку 71, находилось в непрерывном колебании, поскольку при
такой регулировке управление будет чрезвычайно чувствительным и будет поддерживать длину дуги очень
близкой к постоянной.
В тех случаях, когда управляющая обмотка 71 подключена параллельно дуге, как показано на рис. 5,
желательно, хотя и не обязательно, предусмотреть средства защиты, предотвращающие подачу на эту
обмотку напряжений, превышающих нормальное напряжение дуги. Как указывалось ранее, нормальное
напряжение дуги при наличии металлической дуги будет составлять от 12 до 22 вольт. Если напряжение
холостого хода источника составляет порядка 60–75 вольт, предпочтительно установить защитное реле для
предотвращения подачи или продолжения подачи этого относительно высокого напряжения на обмотку 71
при прерывании дуги. Однако такие защитные средства не являются частью нашего настоящего изобретения
и не вносят никаких сложностей в схемы управления.
Хотя мы описали наше изобретение более подробно в связи со сваркой металлических дуг, очевидно, что тот
же механизм управления может быть использован для управления длиной дуги при сварке углеродной дугой,
где углерод зажимается в подходящем держателе, перемещаемом механизмом подачи. Углеродный электрод
изнашивается не так быстро, как металлический, и поддержание длины дуги не так важно, как при сварке
металлических поверхностей. Напряжение дуги также выше при использовании угольной дуги. Также
очевидно, что любой тип электрода, который не может быть пропущен через подающие ролики, может быть
использован аналогично угольному электроду.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_232999.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=232999&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB232999A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: ноябрь. 5. 1923. № 27736/23.
Полный левый угол: 18 октября 1924 г.
232,999 [10M. -Полностью принято; 5 мая 1925 г.
-- o- ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствованный метод или устройство для измерения электричества.
Я, Герберт Куч, из Королевского авиационного научно-исследовательского института, Южный Фарнборо,
Импшир, подданный Великобритании, настоящим заявляю, что характер данного изобретения заключается в
следующем: изобретение относится к усовершенствованному методу или аппарату для измерения
электричества и, в частности, для измерения малых переменных токов. Изобретение в первую очередь
предназначено для использования при измерении силы тока или электродвижущей силы, создаваемой в
поисковых катушках или других проводниках на судне, самолете или другом плавсредстве пульсирующим или
переменным магнитным полем, определяемым ведущим кабелем или подобным устройством в море или на
суше в навигационных системах для указания направления, расстояния от кабеля или высоты над ним в
условиях плохой видимости. Однако данное изобретение применимо для измерения переменного тока или
ЭДС в других системах.
В таких навигационных системах, с одной стороны, ЭДС, индуцированная в поисковых катушках, окружающих
пульсирующее или переменное магнитное поле любой заданной напряженности, может быть
пропорционально увеличена за счет увеличения частоты магнитного поля, но, с другой стороны, в то время
как амплитуда колебаний измерительного прибора, настроенного на ту же частоту, что и приложенная ЭДС,
является показателем напряженности ЭДС, мощность, необходимая для получения определенной амплитуды
колебаний измерительного прибора, больше в приборе, настроенном на более высокую частоту, чем в
приборе, реагирующем на более низкую частоту.
Согласно настоящему изобретению, малая ЭДС более высокой частоты измеряется устройством более
низкой частоты после того, как более высокая частота была понижена до более низкой частоты.
Кроме того, согласно настоящему изобретению, в навигационном устройстве, в котором поисковая катушка
или подобный проводник имеет переменный ток относительно высокой частоты, индуцированный в нем
пульсирующим или переменным магнитным полем, используется измерительное устройство относительно
низкой частоты, а между поисковой катушкой и измерительным устройством установлен частотный редуктор
для понижения частоты с высокой до низкой.
Изобретение также включает в себя соединение устройства более низкой частоты для измерения малой ЭДС
более высокой частоты после ее уменьшения до более низкой частоты с устройством для уменьшения ЭДС
более высокой частоты до ЭДС более низкой частоты, состоящим из вибрирующего язычка, камертона,
часового механизма или другого периодического электрического контактного устройства, имеющего
собственную частоту, равную сумме или разности указанных частот. 65 Изобретение также включает в себя
использование измерительного устройства, такого как зеркало и тангенциальная шкала, для измерения силы
ЭДС, частота которой была уменьшена, в целях измерения этой силы, при этом большая линейная высота
или другие показатели получаются при единичном угловом перемещении зеркала в нулевом положении
шкалы, а меньшая линейная высота или другие показатели получаются при единичном угловом перемещении
зеркала в максимальном положении шкалы.
Изобретение также включает в себя комбинацию с поисковыми катушками, как указано в моей патентной
заявке №. 80
198,090, аппаратуры для понижения частоты и измерения, как указано выше. В такой конфигурации две
шкалы могут быть расположены рядом или в другом удобном порядке, чтобы обеспечить возможность
наблюдения относительной силы переменного тока или ЭДС, индуцированных в поисковых катушках, и
относительной фазы или полярности токов или ЭДС в поисковых катушках. Изобретение не ограничивается
какими-либо конкретными частотами измеряемой ЭДС или какой-либо конкретной частотой измерительного
устройства, но в навигационной системе указанного типа частота ЭДС в поисковых катушках может
составлять, скажем, от 25 до 100 циклов в секунду, а частота измерительного устройства может составлять
порядка 2 циклов в секунду.
При реализации изобретения частотный редуктор может быть подключен последовательно между поисковой
катушкой или другой цепью, передающей измеряемую ЭДС, и низкочастотным измерительным устройством.
Понижающее частотное сопротивление может быть любого подходящего типа, например, в виде часового
механизма, вибрирующего язычка, камертона или любого другого устройства, которое периодически замыкает
и размыкает электрический контакт в любой заранее определенной последовательности. Если частотный
редуктор относится к типу, который периодически замыкает цепь между источником измеряемой ЭДС и
измерительным устройством, то частота контакта на редукторе настраивается таким образом, чтобы она была
равна измеряемой частоте плюс-минус собственная частота измерительного устройства. Таким образом,
частота тока, подаваемого на измерительное устройство, равна разности между частотой измеряемой ЭДС и
частотой контакта редуктора. Следует понимать, что частота измеряемой ЭДС может быть любой кратной
частоте контакта редуктора плюс или минус частота измерительного прибора. Конденсаторы могут быть
подключены с каждой или одной стороны частотного понижающего устройства параллельно с низкочастотным
измерительным устройством:
устройство и/или источник ЭДС:
Измерения должны способствовать подаче ЭДС на измерительное устройство посредством разрядного
действия. Емкость конденсаторов может быть такой, что поисковая катушка и один конденсатор, а также
измерительный прибор и другой конденсатор образуют две электрические колебательные цепи, которые
соединены между собой последовательно через частотный редуктор.
- Измерительное устройство может представлять собой любой тип прибора для индикации силы тока или
ЭДС, при условии, что оно имеет достаточно низкий собственный период колебаний; это может быть
вольтметр или амперметр постоянного тока с нулевым центром, или любой тип реле, работающего при
заданном токе или ЭДС.
Применение изобретения к навигационной системе, описанной в моей патентной заявке, включающей две (5)
отдельные наклонные поисковые катушки, расположенные под углом друг к другу и подвергающиеся
воздействию пульсирующего или переменного магнитного поля от морского или наземного кабеля, позволяет
комбинировать частотный редуктор с низкочастотным реле, требующим небольшой мощности для работы и
управления средствами индикации, а также увеличивать частоту тока в морском или наземном кабеле с
последующим увеличением ЭДС, индуцированной в поисковых катушках. Использование более высоких
частот в морском или наземном кабеле для получения более высокой индуцированной ЭДС в поисковых
катушках позволяет уменьшить вес поисковых катушек, перевозимых самолетом, и/или ток в море или на
земле. Применение настоящего изобретения также позволяет заменить управляющее реле и средства
индикации, описанные в моей предыдущей патентной заявке, на низкочастотное устройство прямого
считывания, дающее показания о силе ЭДС.
индуцированы в поисковых катушках. В этом случае, например, измерительный прибор может состоять из
пары катушек, движущихся на 90° в сильных однонаправленных магнитных полях, аналогично хорошо
известным методам, используемым для вольтметров, но предпочтительно намотанных на непроводящие
каркасы для уменьшения эффекта затухания. Измерительное устройство можно настроить на низкий
собственный период колебаний, так что при подаче очень малых переменных токов той же частоты
получается значительная амплитуда колебаний. Амплитуда колебаний, равная 100, может быть
откалибрована для индикации приложенной ЭДС.
Амплитуда колебаний измерительного прибора может быть показана соответствующими стрелками,
прикрепленными к подвижным катушкам i(5) или другой подвижной части и перемещающимися по шкалам
известным способом, или амплитуда колебаний или угловое перемещение катушек или другой подвижной
части может быть показано путем установки зеркала на каждую подвижную катушку и регистрации угловых
перемещений с помощью световых пятен, отраженных от зеркал, на соответствующей шкале. Плотность
магнитного поля изменяется приблизительно обратно пропорционально расстоянию 115 от заземляющего
кабеля, и преимуществом является получение больших показаний на единицу ЭДС, индуцированной в
поисковых катушках, когда они находятся в слабом поле или на некотором расстоянии от кабеля, чем когда
поисковые катушки находятся в более сильном поле вблизи заземляющего кабеля.
При методе регистрации углового перемещения измерительных катушек с помощью отраженных от
микрометров световых пятен на шкале, большее линейное перемещение светового пятна на шкале на
единицу ЭДС при минимальном показании шкалы и малое линейное перемещение на единицу ЭДС при
максимальном показании шкалы могут быть получены путем размещения шкалы в плоскости, касательной к
подвижной катушке. Собственная частота колебаний подвижных катушек поддерживается на низком уровне,
так что для обеспечения углового перемещения требуются лишь небольшие мощности.
Наиболее подходящей частотой, вероятно, является та, при которой скорость движения светового пятна или
указателя достаточно высока, чтобы создать оптическую иллюзию количественной полосы, и достаточно
низка. ; Для того чтобы отличить «разницу в фазе или направлении движения на 180 градусов, когда два таких
сигнала даются рядом». Различение этой разницы в фазе в 180 градусов позволяет получить информацию об
относительной полярности поисковых катушек в переменном магнитном поле.
Дата: 29 октября 1923 года.
А. К. Дэй, капитан, представитель заявителя.
2)
O ' ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствованный метод или устройство для измерения электричества.
Я, Роберт Кука, из Королевского авиационного научно-исследовательского центра, Южный Фарнборо,
Хэмпшир, Великобритания, настоящим заявляю, что характер данного изобретения и способ его
осуществления будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к усовершенствованному методу или устройству для измерения
электричества, и в частности для измерения малых переменных электрических токов.
Изобретение 3.5 в первую очередь предназначено для использования при измерении силы тока или
электродвижущей силы, индуцированной в поисковых катушках или других проводниках на судне, самолете
или другом летательном аппарате пульсирующим или переменным магнитным полем, определяемым
ведущим кабелем или подобным устройством в море или на суше в навигационных системах для указания
направления, расстояния от кабеля или высоты над ним в условиях плохой видимости.
Однако данное изобретение применимо для измерения переменного тока или ЭДС.
В других системах. В таких навигационных системах, с одной стороны, ЭДС, индуцированная в поисковых
катушках, окружающих пульсирующее или переменное магнитное поле любой заданной силы, может быть
пропорционально увеличена за счет увеличения частоты магнитного поля, но, с другой стороны, в то время
как амплитуда колебаний измерительного прибора, настроенного на ту же частоту, что и приложенная ЭДС,
является показателем силы ЭДС, мощность, необходимая для получения определенной амплитуды
колебаний измерительного прибора, больше в приборе, настроенном на более высокую частоту, чем в
приборе, реагирующем на более низкую частоту.
Согласно настоящему изобретению, малая ЭДС более высокой частоты измеряется устройством более
низкой частоты после того, как более высокая частота была понижена до более низкой частоты.
Кроме того, согласно настоящему изобретению, в навигационном устройстве, в котором поисковая катушка
или подобный проводник имеет переменный ток относительно высокой частоты, индуцированный в нем
пульсирующим или переменным магнитным полем, используется измерительное устройство относительно
низкой частоты, а между поисковой катушкой и измерительным устройством установлен частотный редуктор
75 для понижения частоты с высокой на низкую.
Изобретение также включает в себя объединение устройства с более низкой частотой 80 для измерения
малой ЭДС более высокой частоты после ее понижения до более низкой частоты с устройством для
понижения ЭДС более высокой частоты до ЭДС более низкой частоты, состоящим из вибрирующего язычка
8,5, камертона, часового механизма или другого периодического электрического контактного устройства,
имеющего собственную частоту, равную сумме или разности указанных частот.
Изобретение дополнительно усложняет задачу измерения силы ЭДС, частота которой была уменьшена, за
счет использования измерительного устройства, такого как зеркало и тангенциальная шкала, в котором на
единицу углового перемещения зеркала в нулевом положении шкалы получаются большие линейные высоты
или другие показания, а на единицу углового перемещения зеркала в максимальном положении шкалы —
меньшие линейные высоты или другие показания.
Изобретение также включает в себя комбинацию с поисковыми катушками, как указано в моей патентной
заявке №.
198,090, аппаратуры для снижения частоты и измерительного оборудования, как указано выше. В такой
конфигурации две шкалы могут располагаться рядом или в другом удобном порядке, чтобы можно было
наблюдать относительную силу переменного тока или ЭДС, индуцированных в поисковых катушках, а также
относительную фазу или полярность токов или ЭДС в поисковых катушках.
Изобретение не ограничивается какими-либо конкретными частотами измеряемой ЭДС или какой-либо
конкретной частотой измерительного устройства, но в навигационной системе указанного типа частота ЭДС в
поисковых катушках может составлять, скажем, от 25 до 100 циклов в секунду, а частота измерительного
устройства может составлять, скажем, 2 цикла в секунду.
При реализации изобретения частотный редуктор может быть подключен последовательно между поисковой
катушкой или другой цепью, передающей измеряемую ЭДС 13, и низкочастотным измерительным
устройством.
Понижающее частотное сопротивление может быть любого подходящего типа, например, в виде часового
механизма, вибрирующего язычка, камертона или любого другого устройства, которое периодически замыкает
и размыкает электрический контакт в любой заданной последовательности. Если частотный редуктор
представляет собой устройство, которое периодически замыкает цепь между источником измеряемой ЭДС и
измерительным прибором, то частота контакта на редукторе настраивается таким образом, чтобы она была
равна измеряемой частоте плюс-минус собственная частота измерительного прибора. Таким образом,
частота тока, подаваемого на измерительное устройство, равна разности частот ЭДС, подлежащей
измерению, и частоты контакта редуктора.
Конденсаторы могут быть подключены с каждой или одной стороны частотного редуктора параллельно
низкочастотному измерительному устройству и/или источнику измеряемой ЭДС, чтобы своим разрядным
действием способствовать генерации ЭДС.
к измерительному прибору. Емкость конденсаторов может быть такой, что поисковая катушка и один
конденсатор, а также измерительный прибор и другой конденсатор образуют две электрические
колебательные цепи, которые периодически соединяются между собой частотным редуктором.
Измерительное устройство может представлять собой любой тип прибора для индикации силы тока или ЭДС,
при условии, что оно имеет достаточно малый собственный период колебаний.
Это может быть вольтметр или амперметр постоянного тока с нулевым центром, или любое реле мощностью
5,5 В, работающее при заданном токе или ЭДС.
Применительно к навигационной системе, описанной в указанной мной патентной заявке, включающей два
0 При наличии отдельных наклонных поисковых катушек, расположенных под углом друг к другу и
подверженных воздействию пульсирующего или переменного магнитного поля от морского или наземного
кабеля, частотный редуктор может быть объединен с низкочастотным реле, требующим малой мощности для
работы и управляющим средствами индикации, а частота тока в морском или наземном кабеле может быть
увеличена с последующим увеличением ЭДС, индуцированной в поисковых катушках. Использование более
высоких частот в морском или наземном кабеле для создания более высокой наведенной ЭДС в поисковых
катушках позволяет уменьшить вес поисковых катушек, перевозимых самолетом, и/или ток в морском или
наземном кабеле.
Применение настоящего изобретения позволяет заменить управляющее реле и индикаторные средства,
описанные в моей предыдущей патентной заявке, устройством прямого считывания с низкой частотой 80 Гц,
позволяющим определять силу ЭДС.
индуцированы в поисковых катушках. В данном случае, например, индикаторный прибор.
может состоять из пары катушек, движущихся в сильных однонаправленных магнитных полях силой 8,5 Ом,
аналогично известным методам, используемым для вольтметров, но предпочтительно намотанных на
непроводящие каркасы для уменьшения эффекта затухания. Измерительное устройство 90 можно настроить
на низкий собственный период колебаний, так что при подаче очень малых переменных токов той же частоты
получается значительная амплитуда колебаний. Амплитуда колебаний может быть откалибрована для
индикации ЭДС.
применяемый.
Амплитуда колебаний измерительного прибора может отображаться с помощью соответствующих стрелок,
прикрепленных к подвижным катушкам 100 или другой подвижной части и перемещающихся по шкалам
известным способом, или же амплитуда колебаний или угловое перемещение катушек или другой подвижной
части может отображаться путем установки зеркала на каждой подвижной катушке 105 и регистрации угловых
перемещений в виде световых пятен, отраженных от зеркал, на соответствующей шкале.
Плотность магнитного поля изменяется приблизительно обратно пропорционально расстоянию 11i( от
заземляющего кабеля), и преимуществом является получение больших показаний на единицу ЭДС,
индуцированной в поисковых катушках, когда они находятся в слабом поле или на некотором расстоянии от
кабеля, чем когда поисковые катушки 115 находятся в более сильном поле вблизи заземляющего кабеля.
При способе регистрации углового перемещения измерительных катушек с помощью световых пятен,
отраженных от зеркал на шкалу, большее линейное перемещение светового пятна на шкале на единицу ЭДС
в точке минимального показания и малое линейное перемещение на единицу ЭДС в точке максимального
показания шкалы могут быть получены путем размещения шкалы в плоскости, касательной к движущейся
катушке. Естественная частота колебаний подвижных катушек поддерживается на низком уровне, так что для
обеспечения углового перемещения требуются лишь низкие мощности:39 232 999.
Наиболее подходящей частотой, вероятно, является та, при которой скорость движения светового пятна или
указателя достаточно высока, чтобы создать оптическую иллюзию количественной полосы, и достаточно
низка, чтобы различить разницу в фазе или направлении движения на 180 градусов, когда два таких
индикатора отображаются рядом. Различение этой разницы в фазе в 180 градусов позволяет получить
информацию об относительной полярности поисковых катушек в переменном магнитном поле.
Для более наглядного описания изобретения будет рассмотрен принцип его работы со ссылками на
прилагаемые схематические чертежи, применяемые для измерения малых переменных токов или ЭДС в
навигационных приборах, где поисковые катушки размещаются на борту летательного аппарата и где ЭДС в
катушках индуцируются переменным или пульсирующим магнитным полем, создаваемым токами в
заземляющем кабеле, как описано в моей патентной заявке № 198090.
В показанной конструкции аппарата на борту летательного аппарата установлены две поисковые катушки 1, 2,
которые, одновременно регистрируя индуцированные в них ЭДС, позволяют определять направления
движения по заданной траектории и высоту аппарата над землей. Когда ЭДС, индуцированные в двух
поисковых катушках, неравны, как показывает прибор, самолет не находится на заданном курсе, и
определяется направление движения, позволяющее самолету вернуться на курс; когда же ЭДС равны, пилот
получает информацию о том, что он находится на правильном курсе, и одновременно отображается его
высота над землей.
Цифра 3 обозначает частотный редуктор, состоящий из четырех двухполюсных реверсивных контактов 5, 6,
два из которых соединены с катушкой 1, а два — с катушкой 2. Контакты 5 и 6 соединены или расположены
иным образом таким образом, что они приводятся в действие одновременно вибрирующим язычком,
камертоном, часовым механизмом или другим устройством, имеющим постоянную требуемую частоту. Ток от
катушки 1 проходит через частотный преобразователь 3 к измерительному прибору 9, а ток от катушки 2
проходит через частотный преобразователь 3 к измерительному прибору 10.
Две половины показанного аппарата похожи, поэтому достаточно будет подробно описать одну из них.
(i0 Частота ЭДС или тока, индуцированного в поисковой катушке 1, может составлять, например, 33 периода в
секунду. Частота колебаний контактов 5 может составлять, например, 35 или 31 период t в секунду.
Измерительный прибор 9 состоит из катушки 11, движущейся в однонаправленном магнитном поле
аналогично хорошо известной схеме, используемой в вольтметрах. Вольтметрический механизм 7 (0
используется) представляет собой обычный тип с центральным нулевым положением и зеркалом 12,
Соседние файлы в папке патенты