УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Полезная модель относится к измерительной технике, а более конкретно к устройствам для бесконтактного измерения линейных перемещений.
Наиболее близким к полезной модели по совокупности существенных признаков является устройство для измерения линейных перемещений, содержащее токопроводящую обмотку и ферромагнитный сердечник (Аверьянов П.Г. и др. Внутриреакгорные методы исследования влияния облучения на механические свойства конструкционных материалов. Сборник докладов Всесоюзной школы по внутриреакторным методам исследований. Димитровград, 1978, с.86-121.).
Сердечник подвижно установлен внутри двухсекционной обмотки с возможностью осевого перемещения. При измерении линейных перемещений сердечник перемещается внутри обмотки, что приводит к увеличению индуктивности одной из ее секций и к одновременному уменьшению индуктивности другой секции. Разность величин индуктивностей преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный величине перемещения сердечника.
Недостатком известного устройства являются его большие габариты в направлении измеряемых перемещений, что приводит к невозможности его использования для измерения радиальных перемещений близко расположенных протяженных труб,
например, собранных в пучок как тепловыделяющая сборка ядерного реактора.
Задачей настоящей полезной модели является создание устройства для измерения линейных перемещений, позволяющее проводить бесконтактные измерения радиальных перемещений протяженных труб, собранных в пучок, например, тепловыделяющих элементов сборки ядерного реактора.
Техническим результатом настоящей полезной модели является возможность измерения перемещений в направлении, перпендикулярном оси устройства, что позволяет вне зависимости от его осевых габаритов производить измерения перемещений близко расположенных протяженных труб.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для измерения линейных перемещений, содержащем токопроводящую обмотку и ферромагнитный сердечник, сердечник состоит из двух элементов, один из которых представляет собой стержень о полюсными наконечниками, расположенными под углом к оси стержня, а другой выполнен в виде втулки или сегмента втулки или плоской пластины, при этом обмотка размещена на стержне.
Кроме этого, стержень выполнен с осевым сквозным отверстием.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для измерения линейных перемещений, установленное на элементах тепловыделяющей сборки ядерного
реактора (общий вид), на фиг.2 представлено то же (сечение А-А), на фиг.3 показано то же (сечение Б-Б), на фиг.4 представлена тепловыделяющая сборка ядерного реактора с устройствами для измерения перемещений, из которых два установлены в наружном ряду сборки, а два - во внутреннем (поперечное сечение).
Устройство для измерения линейных перемещений содержит токопроводящую обмотку 1 и ферромагнитный сердечник, выполненный из двух элементов 2 и 3, Токопроводящая обмотка 1 размещена на элементе 2, который выполнен в виде стержня. Элемент 3 выполнен в виде втулки. Кроме этого, элемент 3 может быть выполнен в виде сегмента втулки или пластины (на чертеже не показаны). Стержень 2 с токопроводящей обмоткой 1 установлены внутри неподвижного элемента 4 тепловыделяющей сборки ядерного реактора, а втулка 3 размещена на подвижном элементе 5 тепловыделяющей оборки. Стержень 2 выполнен с полюсными наконечниками 6, расположенными под углом к оси стержня 2, например 90°. Стержень 2 установлен внутри элемента 4 так, что полюсные наконечники б направлены в сторону втулки 3. Длина элемента 3, т.е. втулки, выбрана из условия образования магнитной цепи с полюсными наконечниками 6 стержня 2 и составляет величину не менее расстояния между наконечниками 6. Стержень 2 выполнен со сквозным осевым отверстием 7 для размещения в нем соединительных проводов.
Устройство работает следующим образом.
Для измерения перемещения тепловыделяющего элемента 5 сборки ядерного реактора через обмотку 2 пропускают постоянный
электрический ток. При прохождении тока по обмотке 1 возбуждается магнитный поток, проходящий через стержень 2, верхний полюсный наконечник 6, зазор между верхним полюсным наконечником 6 и втулкой 3, втулку 3, зазор между нижним полюсным наконечником 6 и втулкой 3, нижний полюсный наконечник 6, и стержень 2. Колебания втулки 3 вместе с подвижным тепловыделяющим элементом 5 периодически изменяют магнитный поток, проходящий через обмотку 1, за счет изменения расстояния (изменения магнитного сопротивления) между полюсными наконечниками 6 и втулкой 3. Изменения магнитного потока приводят к наведению в обмотке 1 переменной ЭДС. Частота переменной ЭДС равна частоте колебаний втулки 3. Амплитуда ЭДС пропорциональна скорости перемещения втулки 3 относительно стержня 2 в плоскости, проходящей через оси тепловыделяющих элементов 4, 5. Для определения частоты и скорости перемещения подвижного элемента 5 в плоскости, перпендикулярной упомянутой плоскости и проходящей через ось подвижного элемента 5, располагают аналогичное устройство для измерения перемещения. Измерения можно производить как для тепловыделяющих элементов 8 наружного ряда тепловыделяющей сборки, так и для тепловыделяющих элементов 9 ее внутреннего ряда.