Датчик угла отклонения от вертикали

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения углов отклонения от вертикали различных объектов. Техническим результатом изобретения является увеличение диапазона измеряемых углов отклонения от вертикали и обеспечение демпфирования колебаний пластины. Датчик содержит корпус с цилиндрической камерой, заполненной однородной жидкостью. В камере посредством двух осей и специальных подшипников размещена маятниковая пластина. Под углом 45° к боковой грани корпуса установлены излучатель и приемник ультразвука. Пластина используется в качестве отражателя ультразвука. Излучатель соединен с выходом генератора, а приемник подключен к модулю предварительной обработки сигнала, выход которого соединен со входом амплитудного детектора. 1 ил.

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для определения углов отклонения от вертикали различных объектов.

Известно устройство для измерения углов наклона объекта, содержащее корпус, в котором на полоске из диэлектрической пленки с токопроводящими поверхностными слоями подвешен маятник с токопроводящими пластинами. В корпусе также установлены боковые неподвижные электроды, образующие вместе с пластинами маятника дифференциальные емкости, которые включены в колебательные контуры LC-генераторов, соединенных с дифференциальным блоком. Измерение угла наклона осуществляется по выходному сигналу дифференциального блока [1].

Указанное устройство имеет невысокий порог чувствительности, что ограничивает точность измерений. Также в нем отсутствует демпфирование собственных колебаний маятника, что затрудняет его использование для динамических измерений.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является датчик, содержащий корпус с цилиндрической камерой, заполненной двумя несмешивающимися жидкостями с различной плотностью. В корпусе установлены под углом 45° к его основанию и сопряжены друг с другом посредством границы раздела жидкостей ультразвуковой излучатель, подключенный к выходу генератора, и ультразвуковой приемник, соединенный с модулем предварительной обработки сигнала, выход которого соединен со входом амплитудного детектора. Измерение углов отклонения от вертикали осуществляется по измерению амплитуды выходного сигнала [2].

Недостатками известного устройства являются небольшой диапазон измеряемых углов и низкая динамическая помехоустойчивость, обусловленная разбиванием поверхности раздела жидкостей при воздействии ударных и вибрационных нагрузок.

Заявляемое техническое решение позволяет улучшить метрологические характеристики.

Указанная цель достигается тем, что в датчике, содержащем корпус с цилиндрической камерой, ультразвуковой излучатель, подключаемый к выходу генератору, и ультразвуковой приемник, соединенный с модулем предварительной обработки сигнала, выход которого соединен со входом амплитудного детектора, в отличие от прототипа камера заполнена однородной жидкостью, в ней посредством двух осей и специальных подшипников установлена маятниковая пластина, а ультразвуковой излучатель и ультразвуковой приемник установлены под углом 45° к боковой грани корпуса и сопряжены друг с другом посредством введенной пластины.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена схема предлагаемого датчика.

Датчик содержит корпус 1 с цилиндрической камерой, заполненной жидкостью 2. В камере посредством двух осей 4 и специальных подшипников (например, скольжения) установлена маятниковая пластина 3. Под углом 45° к боковой грани корпуса размещены излучатель 5 и приемник 6 ультразвука. Излучатель 5 соединен с выходом генератора 7, а приемник 6 подключен к модулю предварительной обработки сигнала 8, выход которого соединен со входом амплитудного детектора 9. Пластина 3 используется в качестве отражателя ультразвука.

Датчик работает следующим образом.

Электрические колебания генератора 7 преобразуются излучателем 5 в ультразвуковые колебания и излучаются в жидкость 2. Отразившись от пластины 3, они попадают на приемник 6, где преобразуются в электрический сигнал, поступающий на модуль 8, осуществляющий согласование электрических параметров приемника и последующих преобразователей, усиление сигнала и пр., и далее на амплитудный детектор 9. При отклонениях от вертикали появляются угловые рассогласования между корпусом и пластиной, вследствие чего на приемник 6 попадает лишь часть излучения от передатчика 5. Соответственно уменьшается амплитуда электрического сигнала на выходе приемника 6 и, следовательно, на выходе амплитудного детектора 9. Таким образом, выходной сигнал несет информацию об угле отклонения от вертикали контролируемого объекта.

Применение маятниковой пластины в качестве отражателя ультразвука позволяет существенно увеличить диапазон измеряемых углов, а заполнение камеры жидкостью обеспечивает демпфирование колебаний пластины, что в целом улучшает метрологические характеристики датчика.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, ПРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕ

1. АС СССР №1597551, МКИ G01С 9/16, опубл. 07.10.1990.

2. ПАТЕНТ РФ №2093791, МКИ G01С 9/18, 9/20, 9/06, опубл. 20.10.1998 - прототип.

Датчик угла отклонения от вертикали, содержащий корпус с цилиндрической камерой, ультразвуковой излучатель, подключенный к выходу генератора, и ультразвуковой приемник, соединенный с модулем предварительной обработки сигнала, выход которого соединен со входом амплитудного детектора, отличающийся тем, что камера заполнена однородной жидкостью и в ней в качестве отражателя ультразвука посредством двух осей и специальных опор установлена маятниковая пластина, а ультразвуковой излучатель и ультразвуковой приемник размещены под углом 45° к боковой грани корпуса и сопряжены друг с другом посредством введенной пластины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам измерения и контроля отклонения от вертикали объектов и может быть использовано при их ориентации в пространстве в условиях гравитационных сил.

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для измерения углов наклона объектов. .

Изобретение относится к устройствам для определения угла, а также направления наклона плоскости, и может найти применение в строительстве. .

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для определения углов отклонения от вертикали различных объектов. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при измерениях крена автомобилей, кораблей, кранов, различных горизонтальных платформ и т.д., а также при определении направления бурения скважин, в особенности горизонтальных.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения углов отклонения от вертикали различных объектов. .

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для определения углов отклонения от вертикали различных объектов. .

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и может быть использовано в устройствах для определения угла наклона объекта, в частности при инклинометрических исследованиях скважин, а также в других электролитических резистивных преобразователях.

Изобретение относится к оптическим способам контроля горизонтальности поверхности. .

Изобретение относится к устройствам для определения крена объекта. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, к устройствам для определения пространственного положения объектов относительно горизонта

Использование: для определения углов наклона различных объектов. Сущность изобретения заключается в том, что датчик угла наклона содержит корпус с цилиндрической камерой, заполненной однородной жидкостью, внутри которой посредством двух осей и подшипников установлена маятниковая пластина, установленные под углом 45° к боковой грани корпуса и сопряженные друг с другом посредством маятниковой пластины ультразвуковой излучатель, соединенный с выходом генератора гармонического сигнала, и ультразвуковой приемник, подключенный ко входу модуля предварительной обработки сигнала, при этом выход модуля предварительной обработки сигнала подключен ко входу фазового детектора, второй вход фазового детектора через фазовращатель соединен с выходом генератора гармонического сигнала. Технический результат: обеспечение возможности улучшения метрологических характеристик. 1 ил.

Изобретение относится, в частности, к области транспортного строительства и может быть использовано при автоматизации, например, землеройно-транспортных машин, предназначенных для сооружения земляного полотна, а также устройства оснований и покрытий автомобильных дорог. Горизонтальный помехозащищенный маятниковый измеритель угла с высокой чувствительностью по отношению к полезному сигналу и демпфируемый силами, пропорциональными его «абсолютной скорости», отличающийся тем, что горизонтальный маятник состоит из выполненного в виде ламинированного набора круговых тонких пластин, одним концом закрепленных на оси, а другим на дебалансной планке, помещенный в закрытый цилиндрический герметичный корпус, выполненный в виде цилиндра, ось которого совпадает с осью маятника, полностью заполненный демпфирующей жидкостью, смонтирован на плите так, чтобы одна сторона корпуса была установлена на плите шарнирно, а другая сторона закреплена к плите регулировочным болтом, с помощью которого задается величина постоянного угла α, закрытый герметичной крышкой, в которой предусмотрены отверстия с защитными пробками, и преобразователь полезного угла β в электрический сигнал. Целью изобретения является объединение положительных качеств горизонтального маятника с вертикальным, обеспечив демпфирование маятника силами, пропорциональными «абсолютной» скорости. В результате предлагаемое устройство обладает высокой чувствительностью по отношению к полезному сигналу и увеличенный период колебаний, а также при действии помехи в виде импульсного горизонтального ускорения, действующего в плоскости качания маятника, последний получает незначительное ложное отклонение β, которое вследствие демпфирования маятника относительно «жидкого тяжелого сбалансированного тела» быстро затухает. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх