English US version

Способ дистанционного измерения угла отклонения объекта от горизонтального положения и устройство для его осуществления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угла наклона объектов относительно горизонтальной плоскости. Для измерения угла отклонения объекта от горизонтального положения устанавливают на него уровень и заводят поток излучения от излучателя в световоды. Поскольку со световодов удалена оболочка, то происходит контакт поверхности сердцевины с окружающей ее в ампуле средой. Это приводит к рассеянию идущего по световодам потока излучения, причем рассеяние происходит тем интенсивней, чем больше разность в показаниях преломления сердцевины и окружающей среды. Изменение расстояния Н от положения воздушного пузырька вызывает соответствующее изменение потока, которое преобразуется фотоприемником в электрический сигнал, пропорциональный Н. Полученный сигнал усиливают усилителем и подают на преобразователь напряжение-код. С помощью дешифратора декодируют полученную информацию и выдают ее в удобной форме индикатором. При этом перемещение воздушного пузырька в какую-либо сторону от оси симметрии уровня (при его наклоне) будет вызывать уменьшение рассеяния потока излучения одного световода и увеличение - в другом. Технический результат - упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей и повышение эксплуатационных характеристик. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угла наклона объектов относительно горизонтальной плоскости.

Прототипом является способ измерения уклонов, включающий установку на контролируемую поверхность жидкостного шкального уровня и отсчет по положению воздушного пузырька величины уклона, при этом в труднодоступных местах воздушный пузырек фиксируют относительно шкалы замораживанием жидкости в ампуле, а отсчет производят после переноса уровня в удобное для отсчета место [А.с. СССР 1138648, МПК G01C 9/24, 1985].

Недостатками прототипа являются:

- неудобство в эксплуатации, вызванное необходимостью помимо уровня иметь еще холодильное оборудование, причем, как правило, в уровне используется жидкость с низкой температурой замерзания, для достижения которой требуется специальное оборудование;

- ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью автоматического считывания показаний уровня, что затрудняет его применение в системах автоматического контроля положения объекта;

- сложность конструкции, реализующей способ, обусловленная наличием специальной холодильной аппаратуры.

Задачей изобретения является устранение этих недостатков, а именно упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей и повышение эксплуатационных характеристик.

Задача решается тем, что в способе дистанционного измерения угла отклонения объекта от горизонтального положения, включающем установку на объекте уровня с ампулой, частично заполненной жидкостью, и отсчет по положению воздушного пузырька величины угла отклонения, в ампулу посредством, по крайней мере, одного световода подают поток излучения, часть которого рассеивают в зоне отсчета и по величине нерассеянной части потока определяют положение пузырька.

Величину угла отклонения определяют и по величине нерассеянной части потока. Поток излучения подают периодически. Рассеивание потока излучения производят путем удаления оболочки световода.

Устройство для осуществления способа дистанционного измерения угла отклонения объекта от горизонтального положения, содержащее уровень с ампулой, имеющей деления и частично заполненной жидкостью, снабжено излучателем, двумя фотоприемниками, блоком обработки информации и двумя световодами, размещенными в ампуле и выполненными в зоне делений без оболочки, при этом излучатель через световоды оптически связан с фотоприемниками, выходы которых подключены к входу блока обработки информации.

Блок обработки информации выполнен в виде последовательно соединенных усилителя, преобразователя напряжение-код, дешифратора и индикатора, при этом вход усилителя является одновременно входом блока обработки информации.

Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.

Подача в ампулу посредством, по крайней мере, одного световода потока излучения, часть которого рассеивают в зоне отсчета и по величине нерассеянной части потока определяют положение пузырька, позволяет определять положение пузырька дистанционно, причем даже на больших расстояниях. Это расширяет функциональные возможности, улучшает эксплуатационные характеристики и упрощает конструкцию.

Определение величины угла отклонения и по величине нерассеянной части потока позволяет получать результат измерения в единицах угла, что расширяет функциональные возможности и улучшает эксплуатационные характеристики.

Периодическая подача потока излучения снижает энергопотребление, что улучшает эксплуатационные характеристики.

Проведение рассеивания потока излучения путем удаления оболочки световода упрощает конструкцию.

Снабжение устройства для осуществления способа дистанционного измерения угла отклонения объекта от горизонтального положения излучателем, двумя фотоприемниками, блоком обработки информации и двумя световодами, размещенными в ампуле и выполненными в зоне делений без оболочки, а также выполнение оптической связи излучателя через световоды с фотоприемниками, выходы которых подключены к входу блока обработки информации, упрощает конструкцию, расширяет ее функциональные возможности и улучшает эксплуатационные характеристики.

Выполнение блока обработки информации в виде последовательно соединенных усилителя, преобразователя напряжение-код, дешифратора и индикатора упрощает конструкцию устройства.

Изобретение поясняется чертежом.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа дистанционного измерения угла отклонения объекта от горизонтального положения.

Устройство содержит уровень 1 с ампулой 2, с жидкостью 3 и пузырьком 4 воздуха, в которой размещены световоды 5, 6 с сердцевиной 7, очищенной на участке L от оболочки 8, через которые излучатель 9 соответственно оптически соединен с фотоприемниками 10, 11, каждый из которых через усилитель 12, преобразователь 13 напряжение-код и дешифратор 14 подключен к индикатору 15.

Способ реализуют следующим образом.

Для измерения угла отклонения объекта от горизонтального положения устанавливают на него уровень 1 и заводят поток излучения от излучателя 9, например светодиода, в световоды 5, 6. Поскольку на участке L со световодов удалена оболочка 8, то происходит контакт поверхности сердцевины 7 с окружающей ее в ампуле 2 средой. Это приводит к рассеянию идущего по световодам потока излучения, причем рассеяние происходит тем интенсивней, чем больше разность в показаниях преломления сердцевины 7 и окружающей среды (см., например, Унгер Х.Г. Планарные и волоконные оптические световоды. - М.: Мир, 1980). Основное затухание происходит на участке L, при закрывании (заливании, погружении в жидкость) которого в жидкость 3 на величину Н при перемещении воздушного пузырька, соответствующую положению края последнего, поток на выходе световода может найден по формуле

Ф=Ф0ехр(-αвL)exp[H(αвж)],

где Ф, Ф0 - соответственно поток на выходе и входе световода; αж, αв - соответственно коэффициент затухания в жидкости и в пузырьке воздуха.

Изменение расстояния Н от положения воздушного пузырька вызывает соответствующее изменение потока, которое преобразуется фотоприемником 10 (11), например фотодиодом, в электрический сигнал, пропорциональный Н. Полученный сигнал усиливают усилителем 12 и подают на преобразователь 13 напряжение-код, т.е. трансформируют тем самым сигнал на выходе фотоприемника в цифровой код. С помощью дешифратора 14 декодируют полученную информацию и выдают ее в удобной форме индикатором 15. При этом перемещение воздушного пузырька в какую-либо сторону от оси симметрии уровня 1 (при его наклоне) будет вызывать уменьшение рассеяния потока излучения одного световода и увеличение - в другом. Поэтому граница положения воздушного пузырька определяется как половина разности показаний индикаторов 15. При нулевом отклонении пузырька от оси симметрии, т.е. в случае нахождения уровня на горизонтальной поверхности, показания индикаторов равны. Это позволяет компенсировать температурную погрешность, связанную с изменением объема жидкости в ампуле от температуры. Для определения направления уклона можно воспользоваться алгебраической разностью показаний индикаторов или заранее установить - как будет изменяться рассеяние в том или ином световоде при наклоне уровня в ту или иную сторону. Для исключения погрешности, связанной с изменением параметров фотоприемника и усилителя от величины питающего напряжения, температуры и т.п., можно применить для обработки информации только один канал, поочередно направляя излучение от световодов на фотоприемник, например поворотным зеркалом (не показано) или перемещением. Заметим, что таким образом можно не только определять положение воздушного пузырька и по нему производить отсчет угла отклонения объекта, но и измерять величину этого угла.

Внедрение изобретения позволит создать простой и удобный в эксплуатации уровень, позволяющий дистанционно измерять угол отклонения объекта от горизонта.

1. Способ дистанционного измерения угла отклонения объекта от горизонтального положения, включающий установку на объекте уровня с ампулой, частично заполненной жидкостью, и отсчет по положению воздушного пузырька величины угла отклонения, отличающийся тем, что в ампулу посредством, по крайней мере, одного световода подают поток излучения, часть которого рассеивают в зоне отсчета и по величине нерассеянной части потока определяют положение пузырька.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток излучения подают периодически.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что рассеивание потока излучения производят путем удаления оболочки световода.

4. Устройство для осуществления способа дистанционного измерения угла отклонения объекта от горизонтального положения, содержащее уровень с ампулой, имеющей деления и частично заполненной жидкостью, отличающееся тем, что оно снабжено излучателем, двумя фотоприемниками, блоком обработки информации и двумя световодами, размещенными в ампуле и выполненными в зоне делений без оболочки, при этом излучатель через световоды оптически связан с фотоприемниками, выходы которых подключены к входу блока обработки информации.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что блок обработки информации выполнен в виде последовательно соединенных усилителя, преобразователя напряжение-код, дешифратора и индикатора, при этом вход усилителя является одновременно входом блока обработки информации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для оценки параллельности горизонтально расположенных плоских и цилиндрических поверхностей деревообрабатывающих станков.

Описан спиртовой уровень с горизонтальной ампулой с пузырьком, обеспечивающей повышенную различимость пузырька, что улучшает возможности считывания его положения пользователем для целей выравнивания.

Изобретение относится к медицине, конкретно к устройствам для диагностики сколиотической деформации позвоночника, и может быть использовано при профилактических осмотрах детей и подростков.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для точного определения положения объектов в пространстве. .

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в строительстве, плотницком деле и в быту, например, для определения горизонтальности полки или вертикальности высверливаемого отверстия.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения угла наклона объектов при больших колебаниях температуры окружающей среды и в условиях недостаточной освещенности.

Изобретение относится к приборостроению и может использоваться в строительстве, плотницком, столярном деле. Предлагается способ определения отклонения точек поверхности от горизонтали, вертикали или заданного угла наклона, заключающийся в установке жёсткой балки горизонтально, вертикально или с заданным углом наклона, что контролируется с помощью специальных устройств, закреплённых на балке. На балке закреплены направляющие, вдоль которых перемещаются стойки в направлении, перпендикулярном оси балки. Поперечное положение стоек относительно балки отмечается по соответствующим шкалам. Подошвы стоек прикладывают к исследуемой поверхности и выставляют балку горизонтально, вертикально или с заданным углом наклона, контролируя её положение с помощью соответствующего устройства. Одинаковые отметки положения стоек на соответствующих шкалах свидетельствуют о горизонтальности, вертикальности или положении исследуемых точек под заданным углом наклона. Разница отметок положения стоек характеризует величину отклонения точек поверхности от заданного положения. Уровень состоит из жёсткой балки 1 с закреплёнными на ней ампулами 2, 3 и 4, заполненными жидкостью и пузырьком газа, предназначенными для указания горизонтального, вертикального положения балки или положения с заданным углом наклона соответственно. На балке закреплены направляющие 14, вдоль которых перемещаются стойки 7 в направлении, перпендикулярном оси балки. Поперечное положение стоек относительно балки отмечается по соответствующим шкалам 8. Прикладывая подошвы 11 стоек к поверхности 12 и перемещая стойки вдоль направляющих, добиваются горизонтального, вертикального положения балки или положения с заданным углом наклона, которое характеризуется расположением пузырька между рисками, нанесёнными на стенках соответствующей ампулы. Разница отметок положения стоек указывает величину отклонения точек приложения стоек к поверхности от заданного положения. Техническим результатом является повышение точности определения отклонения точек поверхности от горизонтали, вертикали или заданного угла наклона. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к области авиации. Способ характеризуется тем, что перед взлетом самолета в отсек, размещенный под передней частью фюзеляжа самолета, с задней поперечно расположенной щелью, укладывают сложенную с наклоненными вперед секциями кевларовую амортизационную платформу. При аварийном крене самолета на угол, превышающий заданное значение, включают наддув амортизационной платформы сжатым воздухом от компрессоров самолета и/или от магистралей сжатого воздуха и выпускают ее из отсека через поперечную щель передней части фюзеляжа самолета. Устройство содержит компрессоры, магистрали подачи сжатого воздуха и датчик крена. Оно дополнительно содержит расположенный передней частью фюзеляжа закрываемый отсек с задней щелью, в котором уложена сложенная с наклоненными вперед складками кевларовая амортизационная платформа, прикрепленная к корпусу самолета и соединенная через датчик крена и выключатель в кабине пилота с компрессорами самолета и/или магистралями сжатого воздуха. В передней части кевларовой амортизационной платформы выполнено утолщение, а в ее задней части - центровой вырез. Датчик крена выполнен в виде горизонтального герметичного короба с двумя разделенными барьером секциями, каждая из которых заполнена электропроводной незамерзающей жидкостью. На передней вертикальной стенке короба расположены друг над другом нижний и верхний контакты, которые через переключатель соединены с компрессорами и/или магистралями сжатого воздуха. Группа изобретений направлена на повышение эффективности спасения экипажа и пассажиров самолета. 3 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угла наклона объектов относительно горизонтальной плоскости. Для измерения угла отклонения объекта от горизонтального положения устанавливают на него уровень и заводят поток излучения от излучателя в световоды. Поскольку со световодов удалена оболочка, то происходит контакт поверхности сердцевины с окружающей ее в ампуле средой. Это приводит к рассеянию идущего по световодам потока излучения, причем рассеяние происходит тем интенсивней, чем больше разность в показаниях преломления сердцевины и окружающей среды. Изменение расстояния Н от положения воздушного пузырька вызывает соответствующее изменение потока, которое преобразуется фотоприемником в электрический сигнал, пропорциональный Н. Полученный сигнал усиливают усилителем и подают на преобразователь напряжение-код. С помощью дешифратора декодируют полученную информацию и выдают ее в удобной форме индикатором. При этом перемещение воздушного пузырька в какую-либо сторону от оси симметрии уровня будет вызывать уменьшение рассеяния потока излучения одного световода и увеличение - в другом. Технический результат - упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей и повышение эксплуатационных характеристик. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх