Устройство для измерения углов наклона

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и служит для изме-ЛЬ -L рения угловых смещений объекта. С целью повышения точности емкость 9, содержащая два сообщающихся по жидкости отсека 13 и 14. выполнена в виде усеченной сферы. Две сообщающиеся по жидкости измерительные трубки образуют кольцевую трубку 1, причем воздушные полости первой и второй измерительных трубок сообщены соответственно с воздушными полостями второго и первого отсеков. Данное выполнение позволяет избежать обратного давления столба жидкости 2 в кольцевой трубке 1 на жидкость 10 в емкости 9 и. как следствие, обеспечить состояние статического равновесия жидкости в измерительных трубках при любых углах наклона. 1 ил. со С XI О СО о XI

СО ОЗ СОВГТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

vi>s G 01С 9/22, 5/04

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4753725/10 (22) 18.09.89 (46) 07.01.92. Бюл. N. 1 (71) Обнинский институт атомной энергетики (72) С.А.Виноградов и П.Н.Ермолаев (53) 528.541(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1247650,,кл. G 01 С 5/04, 28,01.85.

Авторское свидетельство СССР

М 32746, кл. G 01 С 9/22, 25.08.32. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ НАКЛОНА (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и служит для изме„„SU „„1703971 А1 рения угловых смещений обьекта. С целью повышения точности емкость 9, содержащая два сообщающихся по жидкости отсека

13 и 14, выполнена в виде усеченной сферы.

Две сообщающиеся по жидкости измерительные трубки образуют кольцевую трубку

1, причем воздушные полости первой и второй измерительных трубок сообщены соответственно с воздушными полостями второго и первого отсеков, Данное выполнение позволяет избежать обратного давления столба жидкости 2 в кольцевой трубке 1 на жидкость 10 в емкости 9 и, как следствие. обеспечить состояние статического равновесия жидкости в измерительных трубках при любых углах наклона. 1 ил.

1703971

20

30

Re

Б я

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, а именно к устройствам для измерения угловых смещений обьектов относительно вертикали, и может быть использовано в машиностроении, энергетике, строительстве, геологоразведке. горном деле.

Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже представлено устройство, общий вид, Устройство содержит корпус 1 в виде незамкнутой кольцевой трубки, образующей первую и вторую измерительные трубки, частично заполненные жидкостью 2. В средней части корпус снабжен герметичной перегородкой 3, а в нижней части обвЬдным каналом 4, замыкающим кольцевую трубку

1 в месте заделки пьезопреобразователей 5 в эту трубку. Сообщение воздуха 6 в незаполненной части кольцевой трубки 1 осуществляется посредством перепускных каналов 7 и 8. которые одним концом заделаны соответственно в кольцевую трубку 1 по разные стороны перегородки 3, а другим концом в емкость 9, частично заполненную жидкостью 10 и жестко связанную с корпусом посредством, например. кронштейнов

11. Емкость 9 разделена перегородкой 12 на два отсека 13 и 14 равного объема, при этом в нижней, погруженной в жидкость части перегородки 12 выполнено сквозное отверстие 15. Нижний конец перепускного канала 7 из первой измерительной трубки. заделан во второй отсек 13 емкости 9, а нижний конец перепускного канала 8 иэ второй измерительной трубки, заделан первый отсек 14 емкоСти 9.

Пьезопреобраэователи 5, размещенные по торцам измерительных трубок подключены к генератору электрических импульсов 16, а выхоДы пьезопреобразователей связаны с измерительным устройством 17, которое включено по дифференциальной схеме и является частью отсчетного блока (не обозначен).

Геометрические параметры угломера— радиус кривизны Рк измерительных трубок, 1 внутренний радиус R< емкости и внутрен ний радиус Rr измерительных трубок связаны соотношением:

Устройство работает следующим образом, При наклоне корпуса угломера на угол й, нарушается статическое равновесие жидкостей 2 и 10, что приводит к изменению их уровня, При этом перемещение жидкости 2 в кольцевой трубке 1 осуществляется посредс1вом обводного канала 4, Перемещение жидкости 10 в емкости 9 осуществляется посредством сквозного отверстия 15 в перегородке 12. B результате изменения уровня жидкости 10 в отсеках 13 и 14 емкости 9, происходит вытеснение воздуха 6 иэ одного отсека и всасывание его в другой отсек. Таким образом создается разность давлений в соседних относительно герметичной перегородки 3, измерительных трубках, которая приводит к принудительному перемещению жидкости 2 в этих трубках до состояния статического равновесия жидкостей 2 и 10.

Геометрические размеры угломера подобраны так, что уменьшение обьема неэаполненной жидкостью части второго отсека

13 и увеличение объема незаполненной жидкостью части первого отсека 14, в точности равно увеличению и уменьшению объемов в незаполненных жидкостью частях кольцевой трубки 1, образующих соответственно первую и вторую измерительные трубки. Таким образом, новое положение жидкостей 2 и 10 характеризуется тем, что независимо друг от друга они сами по себе статически уравновешены и не создают обратного давления друг на друга через воздух

6. После этого включается система ультразвуковой локации уровня жидкости 2 в кольцевой трубке 1. Генератор импульсов 16 возбуждает пьезопреобразователи 5. Измерительное устройство 17 выделяет разность временных интервалов прохождения ультразвуковых импульсов до границы раздела воздух 6 — жидкость 2 и обратно. Выделенная разность интервалов времени пропорциональна углу наклона корпуса угломера.

С целью предотвращения сообщения воздуха 6 в емкости 9 отверстие 15 в перегородке 12 выполнено в ее погруженной в жидкость 10 части, а сама перегородка по периметру герметична. С целью избежания влияния колебаний уровня жидкости 10 в отсеках 13 и 14 на скорость перетекания ее через отверстие 15, последнее выполнено в возможно более низкой части перегородки

12, где колебания существенно слабее, Путем выбора диаметра отверстия 15 можно добиться нужной скорости перетекания . жидкости 10 с целью увеличения динамической стабильности угломера при частотных помехах.

С целью максимального использования длины кольцевой трубки 1 для движения гравитационно-чувствительной границы раздела воздуха 6 — жидкость 2, обводной

1703971

Re где Re — внутренний радиус емкости;

R< — внутренний радиус измерительных трубок.

Составитель С.Юмашев

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор Н.Химчук

Заказ 54 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 канал 4 замыкает трубку 1 в месте заделки пьезопрсобразователей 5, а верхние устья перепускных качалов 7 и 8 расопложены возможно ближе к герметичной перегородке 3 по левую и правую от нее стороны, 5

Уровень жидкости 10 в емкости 9 выбирается с таким расчетом, чтобы при максимально возможном значении угла наклона угломера а, жидкость 10 не перекрывала нижние устья перепускных каналов 7 и 8. 10

В целях избежания обратного давления столба жидкости 2 в кольцевой трубке 1 на жидкость 10 в специальной емкости 9, радиус кривизны Як кольцевой трубки выбран таким, что при любом угле наклона корпуса 15 угломера, в пределах заданного диапазона, жидкость в кольцевой трубке 1 сама по себе может находиться в состоянии статического равновесия.

Эффективность измерений можно по- 20 высить, если выполнить описанную емкость в виде усеченной сферы. В этом случае, в пределах сферической поверхности, изменения отношения обьемов вытесняемого воздуха к единице углового смещения не 25 будет, и отпедает необходимость в специальной градуировке шкалы угломера. Для сохранения этого эффекта при наклонах угломера в разные стороны, уровень жидкости выбирается в плоскости максимального 30 диаметра специальной емкости.

В случае. когда требуется высокая разрешающая способность на единицу углового смещения, приходится выбирать большие радиусы R„кривизны кольцевой 35 трубки. При ограниченных габаритах угломера, скажем при условии максимального диаметра 4 см, кольцевая трубка используется только на верхнем, почти горизонтальном участке длиной также 4 см. В этом случае, с целью сохранения формы мениска на границе раздела воздух — жидкость, экспериментально подбирается пара материал трубки — жидкость с таким расчетом, чтобы добиться максимального эффекта поверхностного натяжения мениска .. Например такой парой могут быть фотопласт— вода или ртуть — стекло.

Формула изобретения

Устройство для измерения углов наклона, содержащее отсчетный блок, емкость с первым и вторым отсеками равного обьема, частично заполненными жидкостью и сообщающимися по жидкости между собой, и первую и вторую измерительные трубки, частично заполненные жидкостью и сообщающиеся по жидкости между собой, при этом верхние части первой и второй измерительных трубок сообщены соответственно с верними частями второго и первого отсеков, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения точности, емкость выполнена в виде усеченной сферы, а измерительные трубки выполнены кольцевыми с радиусом кривизны Як. определяемым из выражения

Устройство для измерения углов наклона Устройство для измерения углов наклона Устройство для измерения углов наклона 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения превышения между нивелируемыми точками

Изобретение относится к дорожно-строительной технике с планировочным оборудованием для формирования грунтовых поверхностей с поперечным наклоном

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и может быть использовано для определения деформаций сооружений и оборудования

Изобретение относится к измерительной технике в судовождении и может быть использовано для определения динамических наклонений морского судна на качке

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к геодезическому приборостроению

Изобретение относится к инженерной геодезии и позволяет повысить точность измерений при дистанционном съеме информации

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к гидродинамическому нивелированию , и может быть использовано для измерения превышения точек земной поверхности и соорзпкений

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам для определения превышений с помощью сообщающихся сосудов, наполненных однородной жидкостью, и может быть использовано для систематических измерений осадок промышленных и гидротехнических сооружений

Изобретение относится к землеройным и погрузочным машинам с поворотной стрелой и перемещающимся относительно стрелы рабочим оборудованием

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к средствам гидродинамического нивелирования, и позволяет повысить точность измерений путем исключения влияния на отдельных участках трубопровода локальных изменений плотности жидкости вследствие изменения внешних факторов

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и может быть использовано для определения деформаций сооружений и оборудования

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к средствам гидростатического нивелирования, применяемым при наблюдениях за осадками сооружений

Изобретение относится к устройствам геодезического приборостроения и может быть использовано для гидростатического нивелирования

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и м.б

Изобретение относится к инженерной геодезии и позволяет повысить точность измерений при дистанционном съеме информации

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к гидродинамическому нивелированию , и может быть использовано для измерения превышения точек земной поверхности и соорзпкений

Изобретение относится к геофизической аппаратуре и может быть использовано для регистрации вертикальных движений и наклонов земной коры, а также для инженерного контроля крупных объектов промышленного и научного значения (зданий, плотин ГЭС, АЭС, радиотелескопов, антенных комплексов, ускорителей элементарных частиц и т.п.)
Наверх