Устройство для определения угла наклона подвижного объекта

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА, преимущественно для профилографов проводников в шахтных стволах, содержащее заполненный жидкостью резервуар , консольно закрепленные в нем упругие пластины с укрепленным на их свободных концах чувствительным элементом, и регистратор его положения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности искорости измерений путем уменьшения влияния линейных и угловых ускорений на результаты измерений, упругие пластишл закреплены в верхней части резервуара, чувствительный элемент выполнен в виде поплавка, боковая часть которого скошена и имеет светоотражающее покрытие, напротив которого в стенке и в дне резервуара установлены источник све-5S та и регистратор. (Л

(19) (П).

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(50 Q 01 С 9 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3536802/18-10 (22) 07.01 ° 83 (46 ) 23.01.84. Бюл.РЗ (72) В.И. Костогрыз, Ф.Л.Моренicos и Г.Н.Мушинскнй (71) Научно-исследовательский горнорудный институт (53) 528.541{088.8) (56) 1. Патент США Р 2497594, кл. 33-354, опублик. 1958.

2. Авторское свидетельство СССР

0306346, кл. G 01 С 9/16, 06.01.70 (прототип ) ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

УГЛА НАКЛОНА ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА, преимущественно для профилографов проводников в шахтных стволах, содержащее заполненный жидкостью резервуар, консольно закрепленйые в нем упругие пластины с укрепленным на их свободных концах чувствительным элементом и регистратор его положения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с .целью повышения точности и скорости измерений путем уменьшения влияния линейных и угловых ускорений на результаты измерений, упругие пластины. закреплены в верхней части резервуара, чувствительный элемент выполнен в виде поплавка, боковая часть которого скошена и имеет светоотражающее покрытие, напротив которого в стенке и в дне резервуара установлены источник све- ф та и регистратор.

1068708

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для контроля качества монтажа и технического состояния армировки шахтных стволов.

Извест устройства д я измерения 5 угла наклона движущихся объектов, выполненные в виде маятниковых систем с регистраторами отклонений маятника (13.

Основным недостатком таких уст- 1О ройств является то, что для создания вертикально направленной силы используется массивный груз (маятник ).

Вследствие этого, возникающие при движении объекта ускорения и вибра- !5 ции, взаимодействуя с массой маятни-, ка, обуславливают возникновение сил, отклоняющих его от положения равновесия, внося тем самьм значительные погрешности в измерения., 20

Применяемые в таких устройствах компеисаторы для снижения нх восприимчивости к вибрациям и ускорениям имеют сложные конструкции и снижают чувствительность устройств. 25

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения и непрерывной записи углов наклона . на-, . правляющих проводников шахтных ство- 30 лов, представляющее собой задемпфированный жидкостью астатический маятник на упругой подвеске, снабженный пластинчатым компенсатором ускорения. Конструктивно устройство вы» 35 полнено в виде заполненного жидкостью резервуара, в дне которого коиаольно защемлена плоская прямоугольная пружина с грузиком (маятником) на свободном конце. К грузику, виае центра его тяжести, прикреплена упругая пластина. Посколько и в этом случае в качестве задающей вертикальное направление система используетоя упруго закрепленный маятник, восприимчивость устройства к ускорениям 45 и вибрации также невысокая Г2.).

Время полного успокоения маятника после прекращения действия на него ускорений, которое является основной характеристикой подобных угломерных приборов, соствляет не менее 5 с.

Вследствие этого выполнение измере,ний с помощью таких устройств осу° ществляется на очень медленной ско-, ростидвижения измерительных приборов 55 по проводникам (не более ) 1-1,2 м/с.

Это, и свою очередь приводит к длительным непроизводительным простоям шахтных стволов на время выполнения измерительных работ. Повышение же 60 скорости движения измерительных приборов по проводникам вызывает значительное увеличение сшибок измерений.

Целью изобретения является повы.шение точности и скорости измерений . 65 путем уменьшения восприимчивости устройства для определения наклона к возникающим в процессе измерений линейныа и угловым ускорениям.

Дпя достижения этой цели, в устройстве, содержащем заполненный жидкостью резервуар, консольно закрепленные в нем упругие пластины с укрепленным на их свободных концах чувствительным элементом и регистратор его положения,. упругие пластины закреплены в верхней части резервуара, чувствительный элемент выполнен в виде поплавка, боковая часть которого сксвюна и имеет светоотражающее покрытие, напротив которого в стенке и в дне резервуара установлены источник света и регистратор..

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 — схема сил, действующих на поплавок.

Устройство содержит заполненный жидкостью резервуар 1, верхняя часть которого закрыта крышкой 2. В крышке

2 жестко защемлены две плоские пластины 3, выполненные из укругого материала (сталь, латунь и др.) . К нижним концам пятастин 3 прикреплен поплавок 4, выполненный в виде пустотелой герметичной оболочки или из материала с более легким удельным secou, чем у жидкости (корок, пеноплас.та и др.) . Одна из боковых сторон поплавка 4 выполнена скошенной и имеет сввтоотражающее (зеркальное)покрытие 5, В дне 6. резервуара 1 и в одной нз его боковых стенок 7 установлены светособиракщне линзы 8 и 9. Под линзой 8 установлен источник 10 света, а перед линзой 9 - регистратор 11 с кассетой для фотопленки 12. По углам к крынке 2 прикреплены кронштейны 13, несущие направляющую рамку 14.

В качестве жидкости используют спиртоглицериновую или силиконовую смеси. Заливку жидкости в резервуар 1 и выпуск из него воздуха осуществляют через,отверстия в крымске. 2, закрываете пробками

15 и 16. С целью устранения разности давления в атмосфере и внутри устройства пробка 15 имеет упругую диафрагму 17.

При выполнении профилировочных работ устройства устанавливают на каретки (не показаны), которые при измерениях прокатывают по проводникам. Двигаясь по проводнику, каретка с устройствами повторяет все его искривления. На вертикальных участках проводников сила Рд (фиг.2), стремящаяся в соответствии с законом Лрхимеда, вытолкнуть поплавок 4 нэ жидкости>параллельна реакциям Р, Р„" плоских пластин 3 и урав

1068708 новесится ими. В устройстве жидкость кроме демпфирования колебаний поплавка 4 используется также и для создания вертикально направленной силы

P . В месте искривления проводника мЕжду силбй Р, направленной согласно упомянутому закону Лрхимеда вертикально вверх, и направлением реакции P„, Р „" пластин .3 образует.ся угол с . Вертикальная составляющая Р по прежнему уравновешиваетЭ ся реакциями Р„ и Р„" . Горизонтальная составляющая Р> смещает поплавок 4 параллельно оси горизонтальной плоскости. При этом луч света регистрируется на фотопленке 12 ре- tS гистратора 11.

Регулировка чувствительности устройства .(величины отношения приращений смещения поплавка к углу на клона .устройства ) осуществляется из- Щ менением рабочей д ины Гр упругих пластин 3, достигаемым,передвиже нием направляющих рамок 14 по кронштейнам 13.

В результате.конструктивного 25 исполнения чувствительного элемента устройства в виде упруго. подвешенного и жидкости поплавка обеспечивается создание вертикаяьно направленной силы такой же величины, как и у маятниковых датчиков, но масса поплавка при этом значительно меньше, чем масса маятника. Так, например, для создания вертикально направленной силы в 0,01 Н масса маятника из стали равйа 14,5 г. 14асса коркового поплавка, способного создать такую же вертикально направленную силу, не превышает 3,2 г. При расчете масс в обоих случаях в качестве жидкости принят глицерин, Вследствие отмеченных при одних и тех же значениях ускорений силы, отклоняющие чувствительный элемент от положения равновесия, у легкого поплавка будут значительно меньшими, чем у более массивного маятника. Этим достигается снижение восприимчивости датчика к возникающим в процессе измерений угловым и линейным ускорениям и обеспечивается .повышение точности измерений.

Лабораторные испытания устройства показали, что его восприимчивость к линейным и угловым ускорениям невысокая. В частности время полного успокоения чувствительного элемента после снятия возмущения в несколько раз меньше, чем у аналогичных датчиков известной конструкции, и не превышает 0,5 и 2,5 с при действии соответственно линейных и угловых ускорений.

Использование устройства с такой характеристикой при профилировке проводников позволит повысить скорость движения измерительных кареток и тем саум сократить непроизвольные простои шахтного ствола в период проведения измерений.

Суммарная экономическая эффективность от внедрения изобретения . в промыаленность будет зависеть от конкретных условий его использования и ориентировочно составит

0,5-1,6 мпн.руб. в год.

1068708

Оеи

Составитель Л.. Колюбакина

Редактор Н. Лазаренко ТехрЕд Ж Кастелевич Корректор И.Эрдейи

Заказ 11444/33 . Тираж 591 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4