Двухкоординатный датчик угла наклона

 

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к средствам измерения углов наклона объектов, и позволяет повысить надежность измерений. Устройство содержит корпус 1, внутри которого размещена ампула 2 в форме полой с боковыми непрозрачными стенками четырехгранной пирамиды, ориентированной вершиной

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 41 А1 (д1) У С 01 С 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4085934/24-10 (22) 26.05.86 (46) 07.11.88. Бюл. У 41 (71) Устиновский механический институт . (72) В.Н.Шиляев, В.А.Мыльников, В.Ш.Зиганьшин и A.À.Ñåìàêèí (53) 528 ° 541(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1139966, кл. С 01 С 9/06, 30. 05.87.

Авторское свидетельство СССР

Ф 708149, кл. G 01 С 9/Об, 02.12.77. (54) ДВУХКООРДИНАТНЫИ ДАТЧИК УГЛА

НАКЛОНА (57) Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к средствам измерения углов наклона объектов, и позволяет повысить надежность измерений. Устройство содержит корпус 1, внутри которого размещена ампула 2 в форме полой с боковыми непрозрачными стенками четырехгранной пирамиды, ориентированной вершиной

1435941 вниз, вдоль ребер пирамиды размещена система сообщающихся трубок 3, частично заполненных непрозрачной жидкостью 4. Трубки 3 выполнены в виде оптических разделительных фильтров с различными длинами волн пропускания.

Световой поток от источника света 13 поступает через конденсор 10 на ампулу 2. При этом часть светового потока поглощается гранями 5 ампулы 2 и непрозрачной жидкостью 4, а часть светового потока, проходя через прозрачные участки трубок 3 и раздели|

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для определения положения объектов, и может быть использовано в геодезии, строительства, в транcITopTHbIx средствах и для работы в условиях повышенной пожаро- и взрывоопасности.

Целью изобретения является повыше- 10 ние надежности.

На фиг.1 представлена общая схема датчика; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1.

Датчик содержит корпус 1, внутри которого размещен измерительный узел в виде ампулы 2, выполненный в Аорме полой четырехгранной пирамиды, обращенной вершиной вниз, вдоль ребер которой размещена система сообщающихся трубок 3, частично закрепленных непрозрачной жидкостью 4, а боковые грани 5 пирамиды выполнены непрозрачными, причем поверхности сосудов, расположенных на боковых ребрах ампу- 25 лы 2, выполнены в виде оптических разделительных фильтров 6-9 с различными длинами волн пропускания. С обеих сторон ампулы 2 размещены первый и второй конденсоры 10 и 11, один из которых оптически связан через первый светодиод 12 с источником 13 слета, а другой через второй световод 14 с фотоприемниками 15-18, электрически связанными с регистратором 19. Перед фотоприемниками 15-17 установлены

35 частотно-селективные Аильтры 20-?2, согласованные с тремя из оптических тельные фильтры, попадает на конденсор 11, на котором он собирается, фокусируется и поступает к фотоприемникам 15, 16, 17, 18, причем на каждый фотоприемник поступает свет определенной длины волны. При изменении угла наклона датчика происходит перераспределение уровня непрозрачной жидкости в трубках 3, что изменяет интенсивность световых потоков и приводит к изменению электрических сигналов на фотоприемниках 15, 16, 17, 18. 2 ил„ разделительных фильтров 6-9. Элементы 11, 14-22 составляют блок обработки.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от источника 13 света поступает по световоду 12 в к конденсор 10, который формирует параллельный пучок света, которнй попадает на ампулу 2. Часть светового потока поглощается непрозрачными гранями 5 ампулы и непрозрачной жидкостью 4, а часть светового потока проходит через прозрачные участки сообщающихся сосудов 3 и попадает на конденсор 11. Так как сосуды, расположеHHbIP на боковых ребрах ампулы 2, выполнены в виде оптических разделительных фильтров 6-9, пропускающих свет только определенной длины волны, например фильтр 6 пропускает свет с длиной волны,, а другие отражает, фильтр 7 —, фильтр 8 —, фильтр

9 — 9,, то в конденсор 11 поступает световой поток, состоящий из света с длинами ВОлн ф, g z 71 > 9, л причем интенсивность каждой составляющей по длине волны светового потока будет зависеть от площади светопропускающей части каждого из фильтров 6-9, кото— рая зависит от положения непрозрачной жидкости 4 в сосудах ампулы 2.

Конденсором 11 световой поток собирается и фокусируется на входном торце световода 14, по которому поступает к фотоприемникам 15-18. Так как на пути светового потока, лыхо1435941 дящего из световода 14, размещены частотно-селективные фильтры 20-22, которые отражают свет с определенной длиной волны, а с другю и пропускают, то на каждый фотоприемник поступает свет только определенной длины волны, I например частотно-селективный Лильтр

20 отражает свет с длиной волны,, а сВеТ с длинами Волн пропускает, фильтр 21 отражает свет с длиной волны Я, а с длинами волн пропускает, фильтр 22 отражает свет с длиной волны, а с пропускает. Таким образом, на фотоприемник 15 будет поступать свет только с длиной волны ф,, на фотоприемник 16 — только и т.д. При вертикальном положении датчика непрозрачная жидкость 4 равномерно заполняет все сообщающиеся сосуды 3 и в результате площади светопропускающих частей фильтров 6-9 будут равны, а фотоприемники 15-18 будут вырабатывать одинаковые сигналы. При изменении угла наклона датчика происходит перераспределение уровня непрозрачной жидкости в сосудах 3, что приведет к изменению интенсивностей световых потоков, проходящих через фильтры 6-9, за счет изменения их светопропускающей площади. Это приведет к изменению электрических сигналов, формируемых каждым Лотоприемником

i5-18.

Информация о величине угла наклона и направлении наклона получается в результате сравнительной комплексной оценки электрических сигналов, осуществляемой регистратором 19.

Датчик позволяет решить задачу дистанционного измерения угла наклона и направления угла наклона в произ5 вольном направлении к корпусу датчика. Отсутствие электрической связи датчика за счет передачи инЛормации и подвода излучения по линиям оптической связи дает возможность использовать его в тех случаях, когда требуется обеспечить пожаро- и взрывоопасность.

Формула изобретения

Двухкоординатный датчик угла наклонг; содержащий непрозрачный корпус, измерительный узел, частично контактирующий с рабочей жидкостью, и блок обработки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности, измерительный узел выполнен в виде сообщающихся трубок, расположенных по ребрам четырехгранной равнобедренной пирамиды с непрозрачными боковыми гранями, обращенной вершиной вниз, над измерительным узлом последовательно установлены введенные источник света, первый свето,вод и первый конденсор, рабочая жидЗо кость выполнена непрозрачной и размещена внутри трубок, расположенных по боковым ребрам пирамиды и выполненных в виде разночастотных разделительных фильтров, а блок обработки

ЭБ выполнен в виде расположенных под измерительным узлом второго конденсора, второго световода, четырехступенчатого частотно-селективного AH$IbipB c соответствующими фотоприемниками, со40 гласованного с разделительными Лильтрами, и регистратора.

1435941

5

Составитель В.Сараханов

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Редактор С.Пекарь

Заказ 5634/39

Тираж 680 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., p,. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4