Датчик углов наклона сооружений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения углов наклона гидротехнических сооружений. Датчик содержит два противоположно расположенных упругих элемента, выполненных каждый в виде дугообразной плоской пружины. Один конец каждой пружины закреплен на корпусе прибора, а другой - на длинном плече соответствующих коромысел. Датчик содержит две тяги, шарнирно соединяющие короткие и длинные плечи коромысел с рычагом маятника. На внутренней и внешней сторонах упругих элементов 1 и 8 наклеены низкоомные тензорезисторы, соединенные по мостовой схеме измерения. При отклонении сооружения в ту или другую сторону от вертикали маятник поворачивается от среднего положения и на выходе мостовой схемы измерения появляется электрический сигнал, пропорциональный углу отклонения сооружения. Повышена чувствительность и точность измерения. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для долговременных измерений углов наклона подводных и надводных частей конструкций гидротехнических сооружений.

Известные приборы для измерения наклонов наземных и подводных сооружений не приспособлены для работы под водой (авт. свид. СССР N 127821, кл. G 01 C 9/08, 1959 г.).

Приборы, разработанные специально для исследования наклона объектов под водой, не обеспечивают необходимой точности измерений (авт. свид. СССР N 295975, кл. G 01 C 9/02, 1969 г.).

Известен наклономер, предназначенный для измерения наклонов подводных частей сооружений, содержащий цилиндрический корпус, маятник, упругий измерительный элемент в виде пары гетинаксовых пластин, размещенных симметрично относительно маятника. Верхние концы пластин жестко соединены с корпусом, а нижние - с маятником. На корпусе прибора имеются магнитные присоски и ножки с роликами для прокатывания прибора вдоль металлического шпунта (ЦНИИМФ, труды, Гидротехнические сооружения и морские пути, "Морской транспорт", Л., выпуск 32, 1961, с. 41 - 47).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является датчик углов наклона сооружений, содержащий маятник, упругий элемент с тензорезисторами и герметичный корпус, наполненный демпфирующей жидкостью, упругий элемент выполнен в виде дугообразной плоской пружины, одним концом закрепленной на корпусе, а другим - на длинном плече коромысла, короткое плечо которого посредством серьги шарнирно соединено с плечом маятника, при этом ось коромысла, установленная в подшипниках на корпусе, параллельна оси маятника (авт. свид. СССР N 536392, кл. G 01 C 9/12, 1976 г., прототип).

Однако данный датчик обладает недостаточными чувствительностью и точностью измерения.

Задачей изобретения является повышение чувствительности и точности измерения без увеличения габаритных размеров датчика.

Для этого датчик углов наклона сооружений, содержащий герметический корпус, заполненный демпфирующей жидкостью, маятник, упругий элемент с тензорезисторами, выполненный в виде дугообразной плоской пружины, закрепленной одним концом на корпусе, а другим - на длинном плече коромысла, короткое плечо которого посредством основного плеча основной тяги шарнирно соединено с рычагом маятника, при этом ось основного коромысла, лежащая в подшипниках, установленных в расточках корпуса, параллельна оси подвеса маятника, снабжен дополнительным упругим элементом с тензорезисторами, выполненным в виде дугообразной плоской пружины, дополнительным коромыслом и дополнительной тягой, причем обе тяги - основная и дополнительная выполнены двухплечими, основная тяга дополнительным плечом шарнирно соединена с коротким плечом дополнительного коромысла, а дополнительная тяга, шарнирно установленная на рычаге маятника, шарнирно соединена с основным и дополнительным коромыслами, дополнительный упругий элемент одним концом закреплен на корпусе, а другим - на длинном конце дополнительного коромысла, ось дополнительного коромысла лежит в подшипниках, установленных в расточках корпуса, и параллельна оси подвеса маятника, при этом тензорезисторы включены по мостовой схеме измерения.

Такое выполнение датчика позволяет повысить чувствительность и точность измерения без увеличения габаритных размеров датчика.

На чертеже схематично изображен предложенный датчик углов наклона сооружений, общий вид.

Датчик углов наклона сооружений содержит упругий элемент 1, выполненный в виде дугообразной плоской пружины, одним концом закрепленный на корпусе 2 прибора, а другим - на длинном плече основного коромысла 3, основную тягу 4, маятник 5, ось 6 подвеса которого лежит в подшипниках, установленных в расточках корпуса 2. На внешней и внутренней поверхностях упругого элемента 1 наклеены низкоомные тензорезисторы 7.

Датчик снабжен дополнительным упругим элементом 8, дополнительным коромыслом 9, и дополнительной тягой 10. На внутренней и внешней поверхности дополнительного упругого элемента 8 наклеены низкоомные тензорезисторы 11. Тензорезисторы 7 и 11 включены по мостовой схеме измерения. Основная 3 и дополнительная 10 тяги выполнены двухплечими. Основная тяга 3 дополнительным плечом шарнирно соединена с коротким плечом дополнительного коромысла 9, а дополнительная тяга 10, шарнирно установленная на рычаге 12 маятника 5, шарнирно соединена с основным 3 и дополнительным 9 коромыслами.

Дополнительный упругий элемент 8 одним концом закреплен на корпусе 2, а другим - на длинном конце дополнительного коромысла 9. Ось дополнительного коромысла 9 лежит в подшипниках, установленных в расточках корпуса 2, и параллельна оси маятника 5.

Основной 1 и дополнительный 8 упругие элементы установлены так, что векторы их деформации направлены встречно один другому.

Корпус 2 прибора выполнен герметичным и заполнен трансформаторным маслом. Длина плеч коромысел основного 3 и дополнительного 9 и плеч тяг основной 4 и дополнительной 10 выбирают исходя из заданных пределов измерений угла наклона и точности измерений.

С целью упрощения упругие элементы 1 и 8 выполнены за одно целое, а середина дугообразной плоской пружины защемлена в корпусе 2.

Корпус 2 прибора снабжен сальником 13 для вывода кабеля с герметичным разъемом. Петли 14 служат для закрепления прибора на сооружении. Оси 15 коромысел основного 3 и дополнительного 9 установлены в подшипниках на корпусе 2 и параллельны оси подвеса маятника 5.

Датчик работает следующим образом.

Приборы закладывают в исследуемое сооружение при его строительстве на заданное расстояние один от другого в сторону предполагаемого наклона по высоте сооружения и берут нулевые отсчеты. Начальное положение маятника в момент установки соответствует сжатию упругих элементов 1 и 8. Изменение наклона стенки вызывает поворот маятника 5 относительно корпуса 2 прибора, что через систему рычагов приводит к изменению кривизны упругих элементов 1 и 8 и растяжению или сжатию тензорезисторов 7 и 11. В результате на выходе мостовой схемы измерения появляется электрический сигнал.

Особенностью данного датчика является то, что деформация упругих элементов основного 1 и дополнительного 8 происходит под действием пары сил, действующих на плечи коромысел основного 3 и 9 дополнительного в противоположных направлениях. Это повышает чувствительность и точность датчика. Точность датчика повышается также за счет дифференциальности его действия. Если, например, сооружение вместе с датчиком получит наклон влево, то тензорезисторы 7, закрепленные на внутренней стороне основного упругого элемента 1, будут работать на растяжение, а на стороне основного упругого элемента 1, будут работать на растяжение, а на внешней стороне - на сжатие. На дополнительном упругом элементе 11 наоборот - на внутренней стороне на сжатие, а на внешней - на растяжение. При наклоне сооружения вправо деформация тензорезисторов будет противоположной. Прибор позволяет получить информацию об изменении наклона сооружения по всей высоте стенки до основания вертикальных элементов, находящихся в грунте.

Формула изобретения

Датчик углов наклона сооружений, содержащий герметичный корпус, заполненный демпфирующей жидкостью, маятник, упругий элемент с тензорезисторами, выполненный в виде дугообразной плоской пружины, закрепленной одним концом на корпусе, а другим - на длинном плече основного коромысла, короткое плечо которого посредством основного плеча основной тяги шарнирно соединено с рычагом маятника, при этом ось основного коромысла, лежащая в подшипниках, установленных в расточках корпуса, параллельна оси подвеса маятника, отличающийся тем, что снабжен дополнительным упругим элементом с тензорезисторами, выполненным в виде дугообразной плоской пружины, дополнительным коромыслом и дополнительной тягой, причем обе тяги - основная и дополнительная выполнена двухплечими, основная тяга дополнительным плечом шарнирно соединена с коротким плечом дополнительного коромысла, а дополнительная тяга, шарнирно установленная на рычаге маятника, шарнирно соединена с основным и дополнительным коромыслами, дополнительный упругий элемент одним концом закреплен на корпусе, а другим - на длинном конце дополнительного коромысла, ось дополнительного коромысла лежит в подшипниках, установленных в расточках корпуса, и параллельна оси подвеса маятника, при этом тензорезисторы включены по мостовой схеме измерения.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при определении отклонения объекта от вертикального положения

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для определения угла наклона подвижных объектов

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике /приборостроению/, а именно к устройствам для измерения угла наклона технических объектов по отношению к вертикали или любому заданному направлению

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения углов наклона объектов в условиях действия вибраций и импульсных перегрузок, например ударного происхождения

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в приборах для измерения уклонов

Изобретение относится к устройствам для измерения отклонения объекта в вертикальной плоскости и может быть использовано для контроля и выправки положения железнодорожного полотна

Изобретение относится к устройствам для определения крена объекта

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам для контроля положения вертикали транспортного средства при его движении по пересеченной местности или на горных склонах

Изобретение относится к измерительным приборам, в частности к датчикам угла отклонения управляемого боеприпаса от горизонта при его выстреливании

Изобретение относится к области электродуговой сварки, а именно к маятниковым датчикам пространственного положения сварочной ванны

Уровень // 2290607
Изобретение относится к геодезическому приборостроению и предназначено для выверки горизонтальности линий и плоскостей

Изобретение относится к устройствам для измерения отклонения объекта в вертикальной плоскости и может быть использовано для контроля и выправки положения железнодорожного полотна

Изобретение относится к машиностроению, в частности к грузоподъемной технике, и может использоваться во фронтальных погрузчиках

Изобретение относится к устройствам для измерения отклонения объекта в вертикальной плоскости и может быть использовано для контроля и выправки положения железнодорожного полотна

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения углов наклона, в частности, подвижных объектов. Заявленный маятниковый датчик угла наклона содержит поперечный и боковые стержни, при этом вторые концы каждого из боковых стержней неподвижно соединены с роторами соответствующих вращающихся трансформаторов, находящихся на площадке, установленной подвижно на оси подвеса датчика наклона, вращающиеся трансформаторы установлены симметрично относительно оси датчика и на расстоянии друг от друга, обеспечивающем образование стержнями в точках их соединения параллелограмма, причем статор каждого вращающегося трансформатора скреплен соосно с шестерней и, как и его ротор, установлен с возможностью поворота относительно оси вращающегося трансформатора, на оси датчика наклона жестко установлена шестерня, входящая в зацепление с шестерней статора одного из вращающихся трансформаторов и через дополнительную шестерню с шестерней второго вращающегося трансформатора, а обмотки роторов вращающихся трансформаторов соединены последовательно и встречно. Технический результат, достигаемый от реализации заявленного изобретения, заключается в повышении точности измерения угла наклона объекта при его движении, посредством исключения влияния линейного ускорения при движении объекта на результаты измерения угла его наклона относительно местной вертикали, что повышает точность измерения угла наклона объекта при его движении. Указанная цель достигается тем, что дифференциальный сигнал с двух вращающихся трансформаторов определяется только поворотом объекта при его наклоне и не чувствителен к колебаниям маятника относительно оси его подвеса при движении объекта. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения углов наклона гидротехнических сооружений

Наверх