Датчик угла наклона объекта в двух взаимно перпендикулярных плоскостях

 

ДАТЧИК УГЛА НАКЛОНА ОВЬЕКТ В ДВУХ ВЗАИМНО ПЕРПЕНДИКУЛЯРНЫХ ПЛОСКОСТЯХ по авт. св. № 672486 отличающийся тем, что. с целью повьшения надежности измерений при долговременном.контроле угла наклона возмущенного взрывом грунта или сооружения, он снабжен двумя кольцевыми магнитами и дисковым фланцем с башмаками и стопором, причем кольцевые магниты установлены на стоПках вдоль вертикальной оси один над другим, охватывая корпус с двумя электромагнитами, имеющими общий якорь, в средней части которого укреплен дисковый фланец с башмаками, помещенными между магнитами и несущими стопор, фиксирующий маятник.

СОК Э СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 1(51) G 01 С 9/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ -КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

" .. .(."((.ч, .П1; >, OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ М 4Ю1)ФО

A4 . (61 ) 672486 (21) 3469507/18-10 (22) 13. 07. 82 (46 ) 30. 09. 83. Вюл. )ã 36 (72) IO.В. Суворов, Л.Н. Феофанов, И.Ф. Лебедев и В.Г. Михальцов (53) 528.541(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 672486, кл. 6 01 С 9/14, 25.11.77 (прототип). (54)(57) ДАТЧИК УГЛА НАКЛОНА ОБЪЕКТА

В ДВУХ ВЗАИМНО ПЕРПЕНДИКУЛЯРНЫХ

ПЛОСКОСТЯХ по авт, св. Р 672486, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности измерений при долговременном, контроле угла наклона возмущенного взрывом грунта или сооружения, он снабжен двумя кольцевыми магнитами и дисковым фланцем с башмаками и стопором, причем кольцевые магниты установлены на стойках вдоль вертикальной оси один над другим, охватывая корпус с двумя электромагнитами, имеющими общий якорь, в средней части которого укреплен дисковый фланец с башмаками, помещенными между магнитами и несущими стопор, фиксирующий

1044980

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для измерения углов наклона сооружений или грунта при воздействии возмущений, вызываемых взрывом

Или землетрясением.

При землетрясениях и взрывах в грунте последний и заглубленные в нем сооружения приходят в движение, которое может происходить после взрыва в течение длительного проме- 10 жутка времени. Одним из параметров этого движения является угол наклона грунта или сооружения относительно вертикали.

По основному авт, св. М 672486 о известен датчик угла наклона объекта в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, используемый при долговременном контроле наклона coopóæåний и грунта, подвергшихся сейсми- р0 ческому воздействию. Датчик содержит корпус, маятник, подвешенный на шарнирной крестовине, которая осью, перпендикулярной к оси подвеса маятника, закреплена в подшипниках стоек, установленных на основании датчика. На осях крестовин жестко закреплены парные стрелки, несущие на своих концах ферромагнитные сердечники, взаимодействующие с катушками индуктивности преобразователей перемещения в электрический сигнал. Парные стрелки имеют разную длину, благодаря чему, в сочетании с параметрами катушек индуктивности они увеличивают диапазон линейности характеристик датчика, что обеспечивает требуемую точность во всем диагазоне измерений.

Для обеспечения демпфирования нижняя часть маятника погружена 40 в ванну с жидкостью.

Датчик снабжен электромагнигньж стопором маятника, который не дает ему возможности раскачиваться при транспортировке (так как это может 4$ принести к поломкам датчика), а также в период ожидания полезного сигнала. Сердечник электромагнита, выступающий частью под действием пружины, постоянно находится в вертикальЯ) ном отверстии маятника и удерживает последний от раскачивания.

Перед измерениями после прохождения сейсмовзрывной волны на электромагнит подается напряжение, сердечнику втягивается и выходит из отверстия маятника, обеспечивая тем самым возможность его перемещения. При этом электромагнит должен находиться под напряжением в течение всего времени измерений, которое составляет иногда до нескол.-»ких суток t 1) .

При таком выполнении узла стопорения маятника снижается надежность измерений, так как в случае обесточиванин электромагнита маятник будет автоматически застопорен, и измерения прекратятся. Обесточивание электро- магнита может происходить по причине сгорания обмотки электромагнита или предохранителей в подводящей цепи в результате длительного пребывания под .напряжением, а также в результате разрядки аккумуляторной батареи, являющейся основным источником питания при измерениях в полевь1х условиях.

Цель изобретения — повышение надежности измерений при долговременном контроле угла наклона., возмущенного . взрывом грунта или сооружения.

Поставленная цель достигается тем, что датчик угла наклона объекта в двух взаимно перпендикулярных плоскостях снабжен двумя кольцевыми магнитами и дисковым фланцем с башмакаМи и стопором, причем кольцевые магниты установлены на стойках вдоль вертикальной оси Один, над другим охватывая корпус с двумя электромагнитами, имеющими общий якорь, в средней части которого укреплен дисковый фланец с башмаками, помещенными между магнитами и несущими стопор, фиксирую щий маятник.

На фиг.1 изображен предлагаемый датчик, общий вид, на фиг.2 — то же, вид сбоку, на фиг.3 — стопор с зафиксированным маятником.

Датчик содержит маятник 1, подвешенный на шарнирной крестовине 2, которая осью, перпендикулярной к оси подвеса маятника, закреплена в подшипниках стоек 3. Стойки жестко закреплены на основании 4, На осях крестовины установлены парные стрелки 5, несущие на своих концах ферромагнитные сердечники 6, взаимодействующие с катушками 7 индуктивности преобразователей перемещения в электрический сигнал. Парные стрелки имеют раз ную дли ну .

На стойках 3 закреплены дна кольцевых постоянных магнита 8 и 9 вдоль вертикальной оси один над другим с зазором. Через центральные отверстия магнитов проходит корпус 10 двух электромагнитов 11 и 12. Корпус при" креплен также к стойкам 3, В осевом отверстии электромагнитов находится общий якорь 13. На якоре установлен дисковый фланец 14.

По периметру фланца установлены башмаки 15 из ферромагнитного материала, выступы которых проходят через отверс. тия 16 в корпусе электромагнитов.

С башмаками расположенными между постоянными магнитами, связан стопор

17, конец которого входит в отверстие маятника. Выводы от проводов катушек преобразователей и электромагнитов подсоединены к штепсельному разъему 18, который кабелем соединяется с пультом управления и регистрации.

1044980

/О

Для обеспечения демпфирования нижняя часть маятника снабжена лопастями 19, которые помецены в ванну 20 с жидкостью, Для уменьшения трения и повью»ения тем самым чувствительности датчика подвеска маятника и крестовины выполнена на подшипниках качения повыаенной точности. Перед измерениями производят калибровку датчика, маятник которого отклоняют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях на определенные углы, а с преобразователей снимают получаемый сигнал.

По полученным данным строят калибровочный график. При транспортировке датчика маятник удерживается стопором 17 и через башмаки 15 нижним постоянным магнитом 9.

Перед работой датчик закрепляют на сооружении или на грунте.

Перед измерениями дистанпионно проводят расстопорение маятника, проверяют калибровку датчика и правильность его положения выход на . ноль), после чего маятник дистанционно стопорят при помощи нижнего электромагнита 12.

После прохождения сейсмовзрывной волны большой интенсивности подают с пульта управления кратковременное (достаточно 1 с)питание на обмотку верхнего электромагнита 11, который втягивает якорь 13, при этом башмаки 15 прижимаются к верхнему постоянному магниту 8 и надежно

"удерживаются в этом положении в,течении всего периода измерения.

Прн наклонах объекта или массива грунта, а следовательно, и основания датчика относительно оси Х на тот же угол наклоняется и крестовина, а вместе с ее оси парные стрелки, несушие ферромагнитные сердечники.

Маятник, подвешенный на оси крестовины, будет сохранять свое вертикальное положение, а следова10 тельно, относительное расположение сердечника и катушек индуктивности преобразователя перемецения в электрический сигнал изменится, что определит угол поворота массива грунта

)5 или объекта относительно оси Х.

При наклоне датчика относительно оси У на тот же угол отклонится основание с опорными стойками, а парные стрелки, закрепленные на оси кресто-, 2О вины, будут оставаться в плоскости

У, следовательно, изменится взаимное расположение катушек и сердечни" ка, что и определит угол поворота относительно оси У; предел измерений предлагаемого, датчика +3" в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, точность изме» рений 30". Кроме того, обеспечивается неограниченная продолжительность

3О подвеса маятника без стопорения при обесточенном электромагните стопора. использование предлагаемого датчика повышает надежность измерений при долговременном контроле наклонов сооружений и грунтового массива, вызванных возмущениями от мошных взрывов.

BHHHHH Заказ 7533/38

Тираж 602 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул,Проектная,4