Способ и устройство для соотнесенного с местом и точного по времени сканирования вращающихся тел с переменной скоростью вращения

Авторы патента:

ХААС Маркус (AT)

ШТАЙНМАНН Флориан (DE)

ШУСТЕР Михель (DE)

ЗИКОШ Ральф (DE)

ФОЛЬТИН Роман (DE)

G01B21 - Измерительные устройства, отличающиеся используемым материалом

Владельцы патента RU 2459180:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Изобретение относится к способу для соотнесенного с местоположением и точного по времени сканирования вращающегося тела, а также к соответствующему устройству.

Техническим результатом является создание способа, который обеспечивает возможность сканирования на одном и том же месте простым путем независимо от скорости вращения тела, и устройства для использования этого способа.

Способ сканирования включает в себя следующие этапы: измеряют абсолютное время в качестве временной метки для, по меньшей мере, одной точки измерения на теле. Во время измерения временной метки сканируют тело, осуществляют развертку цветовой координаты или другого параметра измерения, измеряют соотнесенные со значениями развертки временные опорные значения с применением датчика, причем временные опорные значения также указывают в абсолютном времени. Выводят относящееся к точке измерения временное значение из значений развертки с временными опорными значениями, исходя из временной метки. Устройство сканирования включает в себя: измерительное устройство для измерения абсолютного времени углов поворота в качестве временной метки, устройство развертки для сканирования тела и развертки цветовой координаты, датчик времени, указывающий абсолютное время. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу для соотнесенного с местом и точного по времени сканирования вращающегося тела, а также соответствующему устройству.

До сих пор для сканирования вращающегося тела применялись блоки развертки, например цифровые преобразователи, которые аппаратным образом синхронизированы. При этом необходим расчет точек сканирования в реальном времени. Из-за трудоемких расчетов точек сканирования, особенно при высоких скоростях вращения, создается неизбежная задержка, которая делает место развертки очень неточным.

В основе изобретения лежит задача создать способ вышеуказанного типа, который обеспечивает возможность сканирования на одном и том же месте простым путем независимо от скорости вращения тела.

Другой задачей является создание устройства для использования способа.

Первая задача решается следующими этапами:

а) измеряется временная метка с применением датчика времени для, по меньшей мере, одной точки измерения на теле,

b) во время измерения временной метки тело сканируется, и измеряются соотнесенные со значениями развертки временные опорные значения с применением датчика времени,

с) из значений развертки с временными опорными значениями, исходя из временной метки, выводится относящееся к точке измерения временное значение.

Предпочтительные варианты осуществления соответствующего изобретению способа представлены в зависимых пунктах с 2 по 8 формулы изобретения.

Другая задача, относящаяся к устройству, решается следующими признаками:

а) измерительным устройством, которое служит для измерения временной метки для, по меньшей мере, одной точки измерения на теле,

b) по меньшей мере, одним устройством развертки, которое служит для сканирования тела и для измерения соотнесенных со значениями развертки временных опорных значений, и

с) датчиком времени, который служит для измерения временной метки и соотнесенных со значениями развертки временных опорных значений.

Предпочтительные варианты осуществления соответствующего изобретению устройства представлены в зависимых пунктах 10 и 11 формулы изобретения.

Далее более подробно поясняется пример выполнения изобретения со ссылками на чертежи, на которых показано следующее.

Фиг.1 - представление в поперечном сечении цилиндра с несколькими точками измерения,

фиг.2 - диаграмма с временными метками, принадлежащими различным точкам измерения,

фиг.3 - закон изменения измеряемого параметра, например, цветовых координат на боковой поверхности цилиндра,

фиг.4 - увеличенное представление двух значений развертки измеряемого параметра к определенной точке измерения и

фиг.5 - устройство для использования соответствующего изобретению способа.

Фиг.1 показывает цилиндр Z в поперечном сечении, который на своей боковой поверхности имеет, например, изменяющуюся цветовую координату y. Вместо цилиндра Z речь также может идти о другом теле вращения, для которого в одной или нескольких точках измерения боковой поверхности должен определяться переменный параметр y при переменной или постоянной скорости вращения вращающегося тела. Точки измерения могут представлять собой определенные точки а, b, c, d местоположения, согласно фиг.1, которые предпочтительно отображаются как угол поворота. В предложенном примере выполнения точки а, b, c, d местоположения расположены, соответственно, на удалении от следующих на угол поворота 90°.

Согласно соответствующему изобретению способу, относящиеся к этим точкам местоположения углы поворота измеряются с помощью блока измерения D угла поворота. При наличии относящегося к соответствующей точке местоположения угла поворота измеряется абсолютное время t0, t1, t2 … tn в качестве временной метки для различных точек измерения, как показано на фиг.2.

Фиг.2 показывает три временных интервала с различной скоростью вращения цилиндра Z за время, соответственно, полного оборота на 360º. С совпадением по времени с измерением угла поворота посредством устройства развертки М1 осуществляется развертка цветовой координаты или другого параметра измерения y (см. фиг.3) на боковой поверхности цилиндра Z с высокой частотой развертки, предпочтительно в нс-диапазоне. Для значений Y развертки измеряется, соответственно, абсолютное время, причем для измерения времени применяется тот же датчик времени, что и для вышеописанного измерения относящихся к точкам измерения абсолютных времен t0, t1, t2 … tn в качестве временной метки. Отсюда можно для выбранных точек местоположения определить, соответственно, цветовую координату или другой параметр измерения у, как описано далее. Например, для угла поворота 180^о и соотнесенного с ним абсолютного времени t2 определяются оба значения Y1, Y2 развертки для моментов времени t2' и t2'', ближайших к времени t2 (см. фиг.4).

При достаточно высокой скорости развертки, например, в нс-диапазоне, соответствующее ближайшее к времени t2 значение развертки может выбираться как «правильное» значение, или оно получается посредством интерполяции обоих вышеупомянутых ближайших значений развертки.

Точность при определении «правильного» значения может быть повышена за счет использования нескольких устройств М1, М2 развертки и т.д., с помощью которых выполняется развертка параметра y и фиксируются фактические времена, относящиеся к значениям развертки.

Точка местоположения, для которой на боковой поверхности должна определяться цветовая координата, может также задаваться с использованием управления событиями.

Фиг.5 показывает устройство для использования вышеописанного способа с блоком D измерения угла поворота и с одним или более блоками М1, М2 измерения для сканирования (развертки) цилиндра Z на его боковой поверхности. С помощью блока D измерения угла поворота посредством датчика времени измеряются в качестве временной метки абсолютные времена t0, t1, t2 … tn, соответствующие к углам поворота, связанным с местоположением. Блок D измерения угла поворота и устройства М1, М2 развертки связаны между собой высокоскоростной шиной Н, через которую передается абсолютное время датчика времени, чтобы избежать ошибок времени, обусловленных длительностью передачи.

К высокоскоростной шине Н подключена измерительная станция MZ. Вышеописанный способ может быть реализован с помощью устройства по фиг.5 различным образом. Например, блок D измерения угла поворота посылает служащие в качестве временной метки абсолютные времена t0, t1, t2 … tn углов поворота, связанных с местоположением, через высокоскоростную шину Н на устройства М1, М2 развертки, которые из значений развертки определяют значения, соответствующие временам t0, t1, t2 … tn, и посылают их на измерительную станцию MZ.

Но, в отличие от этого, времена t0, t1, t2 … tn могут передаваться от блока D измерения угла поворота не непосредственно, а с промежуточным включением измерительной станции MZ на устройства М1, М2 развертки.

Способ и соответствующее устройство являются особенно предпочтительными, так как относящиеся к точкам измерения «правильные» значения могут определяться независимо от скорости вращения с высокой точностью.

1. Способ для соотнесенного с местоположением и точного по времени сканирования вращающегося тела (Z), имеющий следующие этапы:
a) измеряют абсолютное время (t0, t1, t2…tn) углов поворота в качестве временной метки с применением датчика времени для, по меньшей мере, одной точки (а, b, с, d) измерения на теле (Z),
b) во время измерения временной метки (t0, t1…tn) сканируют тело (Z), осуществляют развертку цветовой координаты или другого параметра у измерения и измеряют соотнесенные со значениями развертки временные опорные значения с применением датчика времени, причем временные опорные значения также указывают в абсолютном времени,
c) выводят относящееся к точке (а, b, с, d) измерения временное значение из значений развертки с временными опорными значениями, исходя из временной метки (t0, t1…tn).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что точку (а, b, с, d) измерения задают посредством управления событиями.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что точку измерения задают как точку (а, b, с, d) местоположения на теле (Z).

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что тело (Z) сканируют несколько устройств (M1, M2) развертки.

5. Способ по по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что для измерения временной метки (t0, t1…tn) и/или относящихся к значениям развертки временных опорных значений передают абсолютное время датчика времени через высокоскоростную шину (Н).

6. Устройство для соотнесенного с местоположением и точного по времени сканирования вращающегося тела (Z) со следующими признаками:
a) с измерительным устройством (D), которое служит для измерения абсолютного времени (t0, t1, t2…tn) углов поворота в качестве временной метки для, по меньшей мере, одной точки (а, b, с, d) измерения на теле,
b) с, по меньшей мере, одним устройством (M1, M2) развертки, которое служит для сканирования тела (Z), развертки цветовой координаты или другого параметра у измерения и для измерения соотнесенных со значениями развертки временных опорных значений, и
c) датчиком времени, который указывает абсолютное время и служит для измерения временной метки (t0, t1…tn) и соотнесенных со значениями развертки временных опорных значений.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что для передачи абсолютного времени датчика времени для измерения временной метки (t0, t1…tn) и/или соотнесенных со значениями развертки временных опорных значений предусмотрена высокоскоростная шина (Н), к которой подключены измерительное устройство (D) и устройство (M1, M2) развертки.

Изобретение относится к способам измерения параметров верхнего квазиоднородного слоя моря и наиболее эффективно может быть использовано для сбора информации и оценки глубины верхнего квазиоднородного слоя высокоширотных морей в зимний период.

Устройство, система и способ для измерения параметров резьбы на конце трубы // 2449244

Датчик перемещений // 2449243

Изобретение относится к измерительной технике, более конкретно к устройству измерения перемещений, имеющих большое значение в робототехнике, прецизионных механизмах при эксплуатации сооружений и металлоконструкций и т.д.

Способ определения толщины и плотности отложений в теплообменном оборудовании // 2449208

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для определения толщины и плотности отложений в оборудовании химических, нефтехимических предприятий, а также тепловых, геотермальных, атомных энергоустановок.

Устройство измерения перемещения и деформации // 2447400

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерений перемещения и деформации силоизмерительных элементов динамометров, а также при нормировании условий эксплуатации различных образцов металлоконструкций.

Устройство для комплексного контроля зубчатых колес на основе метода полярных координат // 2446381

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для контроля параметров зубчатых колес. .

Устройство для контроля деформаций протяженного объекта // 2445572

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. .

Способ определения величины отложений на внутренней поверхности трубопровода и устройство для его осуществления // 2439491

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано на трубопроводах нефти и газа на химических и нефтехимических предприятиях, тепловых и атомных энергоустановках.

Способ и устройство для неразрушающего контроля изолирующего покрытия // 2431823

Изобретение относится к неразрушающему контролю изолирующего покрытия и предназначено для определения его толщины и удельной теплопроводности. .

Устройство и способ измерения толщины // 2431116

Изобретение относится к устройству и способу измерения толщины, в частности, для использования в установках для разливки полосы или профильной заготовки с измерительным устройством.

Автономный контроль глубины для скважинного оборудования // 2461708

Изобретение относится к способам и устройствам для управления скважинными инструментами в зависимости от их глубины в буровой скважине

Устройство идентификации и контроля положения изделий // 2473045

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для идентификации (распознавания) нагретых металлических и неметаллических изделий

Оптическая система для определения пространственного положения магистрального трубопровода // 2476822

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для определения пространственного положения магистральных трубопроводов (МТ) в опасных местах их прохождения, например при пересечении дорог и взаимных пересечениях

Способ контроля линейных и угловых отклонений от вертикального направления для дистанционного мониторинга антенно-мачтовых сооружений // 2477454

Изобретение относится к области определения состояния несущих конструкций антенно-мачтовых сооружений (АМС), оперативного оповещения об изменении их состояния, предупреждения возникновения чрезвычайных ситуаций и может быть использовано в автоматизированных системах мониторинга безопасности несущих конструкций в процессе эксплуатации зданий и сооружений

Цифровой многокомпонентный датчик перемещений // 2500986

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения деформаций и перемещений, и предназначено для измерения статических или плавно меняющихся перемещений. Цифровой многокомпонентный датчик перемещений, содержащий корпус, пишущий узел, чувствительный элемент с датчиками перемещений, включенными в электрическую схему, отличающийся тем, что упругий корпус датчика выполнен в виде моноблока из композитного материала путем навивки ленты из термопластичного материала с последующей полимеризацией слоев, с размещением в слоях его тензодатчиков деформаций, токопроводящих элементов и контактных групп, смонтированных в слоях корпуса, вышеуказанный моноблок корпуса имеет следующую структуру слоев, различающихся по выполняемым функциям в составе корпуса, считая снаружи внутрь, защитный слой, защищающий элементы датчика от воздействия внешней среды, выравнивающий толщину слой, содержащий отверстия и углубления под выступающие части последующего слоя, приборный слой, содержащий тензодатчики, токопроводящие элементы и контактные группы, опорный слой, воспринимающий нагрузку при написании рукописного текста, элемент передачи осевого давления пишущего узла выполнен в виде полого стержня с установленным в нем пишущим узлом и соединен торцом с чувствительным элементом, выполненным в виде упругой мембраны, защемленной в корпусе датчика, причем элемент передачи осевого перемещения пишущего узла выполнен в виде шарика, контактирующего с пьезоэлементом, в качестве которого использован пьезоэлемент прямого эффекта перемещений, причем ось чувствительности пьезоэлемента совпадает с продольной осью датчика. Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет избирательного, по всем направлениям, пространства, измерения статических или плавно меняющихся перемещений с их последующей оцифровкой, в частности создание малогабаритного устройства в виде пишущей ручки; снятие характеристики перемещения пишущего узла при написании рукописного текста для последующей статистической обработки; получение большей надежности, так как в монолитном многослойном корпусе датчики защищены от неблагоприятных условий внешней среды, кроме этого, при изготовлении корпуса в его слоях может быть размещено избыточное количество датчиков, которые при необходимости могут быть перестроены. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Адаптивный датчик идентификации и контроля положения четырех видов изделий // 2515046

Изобретение относится к области автоматизации в машиностроении и предназначено для контроля положения и идентификации изделий с учетом их вида материала и термического состояния в автоматизированных высокопроизводительных производствах по сборке изделий. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Адаптивный датчик идентификации и контроля положения четырех видов изделий содержит чувствительную поверхность, бесконтактный датчик идентификации четырех (нагретого металлического, нагретого неметаллического, ненагретого неметаллического, ненагретого металлического) видов изделий, логический элемент ИЛИ-НЕ, восемь логических элементов И, блок установки в исходное состояние, двоичный счетчик электрических импульсов, первый, второй, третий и четвертый блоки индикации, тактовый генератор с их соответствующими электрическими связями. Точка соединения выходов седьмого, шестого, пятого, логических элементов И и второго входа логического элемента ИЛИ-НЕ является первым выходом адаптивного датчика. Выходы третьего, второго, первого логических элементов И и третий выход двоичного счетчика электрических импульсов являются соответственно вторым, третьим, четвертым и пятым выходами адаптивного датчика. При перемещении относительно чувствительной поверхности одного или другого, или третьего, или четвертого вида изделия на первом выходе отрабатываются потенциальные информационные сигналы контроля положения этих изделий с уровнями логической ″1″. При этом на втором, третьем, четвертом и пятом выходах формируется четырехразрядный двоичный цифровой код, значения 1000, 0100 0010 и 0001 которого являются кодами идентификации соответственно одного или другого, или третьего, или четвертого вида контролируемого изделия. Информационные сигналы об идентификации одного, другого, третьего, четвертого видов контролируемых изделий в виде визуальных сигналов снимаются соответственно с первого, второго, третьего, четвертого блоков индикации. Адаптивный датчик обеспечивает автоматический контроль изделий без механического контакта с ними и автоматическую адаптацию его к конкретному виду контролируемого изделия. 1 ил.

Способ сбора и обработки информации о поверхности образца // 2516022

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам контроля рельефа и поверхностных свойств образцов с помощью склерометров, и может быть использовано для оценки изменения свойств поверхности вдоль пути сканирования. Для этого осуществляют сканирование контролируемой поверхности более одного раза с разной степенью сближения зонда с контролируемой поверхностью с одновременным получением данных о пространственных и силовых параметрах сканирования и определяют по ним параметры образца, характеризующие рельеф и/или свойства поверхности образца, степень воздействия зонда на поверхность или поверхностные слои образца, а также величину остаточной деформации определяют по разности полученных значений пространственных и силовых параметров. При этом первое сканирование производят с нагрузкой на зонд, не вызывающей пластическую деформацию поверхности и оценивают вертикальные перемещения зонда в процессе сканирования, на основе которых строят профилограмму контролируемой поверхности и определяют параметры ее шероховатости, затем возвращают зонд в исходное положение, внедряют зонд в поверхностный слой на необходимую глубину, отражающую объемные свойства поверхностного слоя, за счет приложения постоянной нормальной нагрузки и производят второе сканирование и оценивают вертикальные перемещения зонда, на основании которых строят кривую опорной поверхности и оценивают ее характеристики, а также определяют распределение твердости поверхностного слоя вдоль пути сканирования. Технический результат - расширение функциональных возможностей оценки характеристик поверхностных слоев и получения более корректных данных, отражающих объемные свойства поверхностных слоев. 2 ил.

Способ и устройство для измерения толщины отложений // 2518017

Изобретение относится к области мониторинга технического состояния оборудования для нефти и газа и может быть использовано при контроле за нарастанием парафина на внутренней стенке трубопровода. Настоящее изобретение предусматривает способ измерения толщины отложений материала на внутренней стенке структуры, пропускающей поток углеводородного флюида. Способ содержит этап, на котором применяют первый тепловой импульс или непрерывный нагрев к, по меньшей мере, одной первой секции структуры для удаления отложений на внутренней стенке первой секции структуры. Применяют второй тепловой импульс к первой секции структуры и к, по меньшей мере, одной второй секции структуры. Первая и вторая секции разнесены друг от друга, причем тепловой импульс не ослабляет никакие отложения материала во второй секции. Измеряют температуру стенки структуры или флюида в течение второго теплового импульса на первой и второй секциях. Определяют толщину отложений материала на внутренней стенке структуры на второй секции на основании измеренных температур. Настоящее изобретение также относится к соответствующему устройству, реализующему указанный способ измерения толщины отложений, и способу удаления последних со стенок трубопровода. Технический результат - повышение точности определения толщины отложений на внутренней стенке трубопровода. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Адаптивный датчик идентификации и контроля положения нагретых неметаллических и ненагретых неметаллических изделий // 2518977

Изобретение относится к области метрологии и предназначено для контроля положения и идентификации изделий. Адаптивный датчик содержит чувствительный элемент, образованный индуктивным чувствительным элементом, емкостным чувствительным элементом и двумя инфракрасными фотоприемниками, логический элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй блоки индикации, первый и второй диоды, точка соединения выводов катодов которых и второго входа логического элемента ИЛИ-НЕ является первым выходом адаптивного датчика, счетный триггер, прямой и инверсный выходы которого являются соответственно вторым и третьим выходами адаптивного датчика. При перемещении нагретых неметаллических или ненагретых неметаллических изделий относительно чувствительного элемента адаптивного датчика на его выходах формируются потенциальные информационные сигналы напряжения, несущие информацию о положении и типе контролируемых изделий. Визуальные сигналы контроля положения и идентификации этих изделий снимаются с соответствующих блоков индикации. Адаптивный датчик обеспечивает автоматический контроль изделий без механического контакта с ними и автоматическую адаптацию его к конкретному виду контролируемого изделия. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 2 ил.

Адаптивный датчик идентификации и контроля положения изделий повышенной надежности // 2522114

Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов в машиностроении и предназначено для контроля положения и идентификации изделий с учетом их вида материала и термического состояния в автоматизированных высокопроизводительных производствах по сборке изделий. Адаптивный датчик идентификации и контроля положения изделий повышенной надежности содержит чувствительную поверхность, датчик контроля двух видов изделий, первый (основной), второй, третий и четвертый (дублирующий) выходы, логический элемент ИЛИ, логический элемент ИЛИ-НЕ, четыре логических элемента И, два резистора, транзистор р-n-р-типа, пороговый элемент, счетный триггер, первый, второй и третий блоки индикации, генератор электрических колебаний с их соответствующими электрическими связями. При перемещении относительно чувствительной поверхности одного (например, нагретого металлического) или другого (например, ненагретого неметаллического) вида контролируемого изделия происходит формирование потенциальных сигналов контроля положения этих изделий с уровнями логической «1» на первом выходе, когда на нем отсутствует короткое замыкание, или на четвертом выходе, когда на первом выходе имеет место короткое замыкание. При этом на втором и третьем выходах формируется двухразрядный двоичный цифровой код, значения 10 и 01 которого являются кодами идентификации соответственно одного или другого вида контролируемого изделия. Адаптивный датчик обеспечивает автоматический контроль одного или другого вида изделия без механического контакта с ними и автоматическую адаптацию его к конкретному виду контролируемого изделия. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей с повышением надежности работы и улучшением эксплуатационных характеристик. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.