一种用于往复部件的单向负载检测器
专利汇可以提供一种用于往复部件的单向负载检测器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 专利 申请 的检测器具有一对匹配的应变片粘附于一个 活塞 杆上，一个应变片与往复轴平行固定，另一个与往复轴垂直固定。前一个应变片是有效应变片，后一个是作基准用的无效应变片。有 电路 连接到应变片上以检测 电阻 的不均衡性；其中还提供了一个晶体管电路用以形成 活塞杆 的压缩和拉伸 阈值 。如果没有到给定的阈值，或者显现出非正弦偏移(变化)则检测电路就发出一个检测到单向负载的 信号 。，下面是一种用于往复部件的单向负载检测器专利的具体信息内容。
1、一种改进的用于往复式部件(10)的单向负载检测器，它包含：
(1)一个电压源(20)，
(2)附着在往复部件上、并与所述源相联接的电阻可变的应变检测装置，
(3)用于检测在所述应变检测装置内的正常和异常电阻偏移的、并与所述应变检测装置相耦合的检测装置(18)，和
(4)与所述检测装置(18)相耦合的装置(67)，
(5)该装置(67)响应于检测到的异常电阻偏移，用于发射一个单向负载检测信号，
(6)所述应变检测装置接入桥电路(30)内，
其特征在于，
(7)所述应变检测装置为一对匹配的应变片(12，14)，
(8)所述应变片中的一个(12)与所述往复部件(10)的往复轴(16)平行地粘附在所述往复部件(10)上，
(9)所述应变片中的另一个(14)与所述往复部件的往复轴(16)垂直地粘附在所述往复部件(10)上，
(10)所述的检测装置(18)包含一个产生电压的装置(34)，该电压与一个应变片(12)相对于另一个应变片(14)的电阻变化成正比，
(11)所述电压产生装置包含一个与所述桥电路(30)相连的差分线性放大器(34)，
(12)所述信号发射装置包括一对高增益放大器(36，38)，
(13)所述放大器中的一个(36)在所述一个应变片(12)的给定压缩阀值时导通和截止，
(14)所述放大器的另一个(38)在所述一个应变片(14)的给定位伸阀值进导通和截止，
(15)所述差分线性放大器(34)的输出与所述放大器(36，38)相连。
2、如权利要求1所述的单向负载检测器，其特征在于所述电压源包含一个电磁发生器。
3、如权利要求1所述的单向负载检测器，其特征在于所述的偏移响应装置包含与所述放大器相连的应变回程检测电路，并具有信号发射装置和信号接收装置，它们响应于检测得的应变回程的非正弦波形偏移而动作。
本发明涉及检测和/或探测机器中功能故障的装置，尤其涉及检测往复式部件中无回程负载的装置。
虽然下面将联系气体压缩机内的往复活塞杆进行解释和描述，但可以理解，本发明也可以应用在其它有往复部件的机器上。
双动式往复气体压缩机容易因十字头销上缺少润滑而发生机械故障，而销上缺少负载回程也会产生同样的结果。
因此需要一种简便易行和可靠的装置来检测上述情形中的无负载回程，并且这种装置可以发射一个信号报告这种情况，使机器能在发生严重损坏前关闭。
本发明的一个目的在于满足人们对往复式部件中单向负载检测器的需要。
本发明的另一个目的尤其在于提出一种用于往复部件的单向负载检测器，它包含一个电压源;电阻可变的应变测量装置（a）附在往复部件上;和（b）与所述源相连;与所述应变测量装置相连用于检测所述测量装置中的（a）正常与（b）异常电阻偏移（变化）的装置;和与所述检测装置相连响应于检测得的异常电阻偏移的装置，用于发出一个测到单向负载的检测信号。
本发明的一个特征是测量往复部件例如活塞杆的应变，检测在每次曲轴旋转期间是否有足够的负载回程。这里解释一下：当气体压缩机完全工作于空载时，往复部件的惯性负荷把负荷施加于活塞杆和十字头销上，这种负荷接近于正弦波形。曲轴每旋转180°，活塞杆上的应力通过零。当动态气体负载迭加在惯性负荷上时，有可能发生在活塞杆和十字头销上不再有负载回程的情况。正如所述的， 本发明监测例如活塞杆那样的往复部件的应变，从而检测出在每个曲轴旋转期间有否足够的负载回程。
本发明的进一步目的和其它特征将通过下面结合附图所作的描述而变得更为清楚;其中：
图1是活塞杆的部分透视图，其中有一对匹配的应变片粘附在活塞杆上;
图2是作用于活塞杆上的拉伸和压缩应力的正弦波形偏移（振幅）曲线图;
图3是本发明的一实施例的新型的无反向负载检测器的电路示意图。
如图所示，受到拉伸和压缩应力偏移作用的活塞杆10有一对粘在其上的匹配的应变片12和14。应变片12与杆往复轴16平行地固定在杆10上。这样应变片12将经受杆10的应力偏移。应变片14与轴16垂直地固定在杆10上，它为应变片12提供应力基准值。因此，应变片14为无效应变片，应变片12为作用（有效）应变片。
单向负载检测器18由电磁发生器20供电。上述发生器20包含表面不连续的铁制部件22和由杆10携带的与部件22表面贴近的电感部分24。后者可以是活塞在其内作往复运动的汽缸的内壁。
整流器26、滤波和稳压器28对输出电压进行整流、滤波和稳压，并把这送至应变片12和14形成的桥电路30。电路30包括一个电位器32，该电位器32在机器（气体压缩机）处于静止状态时对电路30进行调零。电路30的输出送至一差分线性放大器34。后者产生一个与应变片12相对于应变片14的电阻变化成比例的输出电压E1。
差分线性放大器34的输出电压E1传送到一对高增益放大器36和38，并由这对高增益放大器36和38进行监测。放大器36和38的转换阈值可通过电位器40和42独立调节。在压缩应变阈值处 放大器36转换，而在拉伸应变阈值处则放大器38转换。当气体压缩机正常工作时，曲轴每旋转一周，每个放大器36和38导通和截止一次。如果放大器36或38中有一个处于“导通”或“截止”状态的时间超过一转，就出现单向负载情况。本发明中包括检测这种情形的电路。
当达到压缩应变阈值时，放大器36驱动晶体管44进入饱和导通。随着电容46的放电，晶体管48瞬间导通，驱动另一个晶体管50饱和导通。如果杆10仍处于压缩状态，则放大器36和晶体管44保持导通。此时，电容器46充电而使晶体管48截止，后者接着使晶体管50截止。如果压缩应变没有达到放大器36的阈值，则晶体管44保持截止，也使晶体管50保持截止。
同样，只是在拉伸应变在每次旋转时作正弦波变动使晶体管38导通和截止，晶体管52才导通。要发出一个单向负载情况的信号，晶体管50和52必须同时导通。对于图中的位伸应变部分，晶体管54对应于晶体管44，晶体管56对应于晶体管48，电容器58对应于电容器46。
在两晶体管50和52均导通的情况下，发射器60将工作。在一个实施例中，发射器60是一红外发射器，在另一个实施例中，发射器是一射频发射器。发射器60的发射将由接收器65检测（接收红外信号或射频信号），接收器接着驱动继电器67。很明显，继电器可以用来发出可以听见或可以看见的警报或者关闭压缩机。
如前所述，当活塞杆10的压缩应变到达放大器36阈值时，放大器的输出电压使晶体管44导通。在电容器46处于低电荷或零电荷状态时，晶体管48导通，接着导通晶体管50而对电容器59充电。当位伸应变下降到低于放大器36的阈值时（使晶体管44截止）或当电容器46有电荷时（取决于谁最先发生）;晶体管48导通就告结束。
晶体管50保持“导通”状态，一直到电容器59放电。电容器59的容量安排得使晶体管44的一个脉冲至少能使晶体管50在曲轴旋转一整圈期间保持导通。
当活塞杆10的压缩应变下降到低于放大器36的阈值时，晶体管44截止，电容器46通过二极管61和电阻63放电。此时电路即可接收晶体管44的下一个脉冲。
当活塞杆10拉伸应变达到放大器38的阈值时，放大器38的输出电压使晶体管54导通。在电容器58处于低电荷或零电荷状态时，晶体管56导通，接着使晶体管52导通，并对电容器57充电。当拉伸应变下降到低于放大器38的阈值时（使晶体管44截止）或当电容器58充有电荷时（取决于谁最先发生），晶体管58的导通结束。
晶体管52保持“导通”状态，一直到电容器57放电。电容器57的容量安排得使晶体管54的一个脉冲至少能使晶体管52在曲轴旋转一整圈期间保持导通。当活塞杆10的拉伸应变下降到低于放大器38的阈值时，晶体管54截止，电容器58通过二极管62和电阻64放电。此时，电路即可接收晶体管54的下一个脉冲。
在前述的情况下，在每次曲转旋转期间，机器以令人满意的应变回程工作;每旋转一次电容器59和57再充电一次，因此，晶体管50和52保持“导通”，发射器60持续通电。
如果活塞杆保持在压缩负荷下例如超过曲轴旋转一整圈的时间，则放大器36保持导通，电容器46充电，晶体管48截止。电容器59放电、晶体管50截止而使发射器60断电。当发射器60停止发射时，继电器67释放可用来使压缩机关闭。
如果活塞杆保持在拉伸负荷下，则放大器38保持导通，电容器58充电，晶体管56截止，电容器57放电，晶体管52截止，使发射器67断电，当发射器60停止发射时，断电器67释放，使压缩机关 闭。
如果活塞杆10没有达到足以触发放大器36的压缩负荷，则电容器59还能重新充电，当电容器59放电时晶体管50截止，使发射器60断电。
如果活塞杆10没有达到足以触发放大器38的位伸负荷，则电容器57将不能再充电。当电容器57放电时，晶体管52截止，使发射器60断电。
虽然本发明在上面是结合一个具体的实施例进行描述的，但应该理解，这仅仅是举了个用以说明的例子，本发明的范围并不限于该实施例，而是范围如其目的和所附权利要求所述。例如，也可以不用电磁发生器20，而代之以电池作电源。霍尔效应（或等效的）近程装置可以用来在下止点、行程中点和上止点产生信号，而伴随的逻辑电路可以在曲轴旋转的合适的象限期间决定在压缩和拉伸之间发生合适的转换。
上述的和所有这类改变和变化均认为落入本发明的范围之内，并由所附权利要求所包括。
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