Способ закрепления датчика измерения перемещения и деформации на объекте

Изобретение относится к измерению деформаций и может быть использовано при испытаниях изделий из хрупких материалов, например керамических обтекателей. Сущность: датчик измерения перемещения и деформации крепится жестким клеем на сухой поверхности односторонней липкой ленты с жесткой основой, закрепленной на поверхности исследуемой конструкции, при этом площадь липкой ленты выбирают из условия: Fe<<S1⋅τ1≤S2⋅τ2<S2⋅τ3, где Fe - максимальное значение силы реакции упругого элемента датчика измерения перемещения и деформации; S1 - площадь приклеивания датчика измерения перемещения и деформации; τ1 - величина сдвиговых напряжений, при которых наступает нарушение склейки жесткой основы липкой ленты с датчиком измерения перемещения и деформации; τ2 - величина сдвиговых напряжений, при которых наступает нарушение склейки липкой ленты с поверхностью объекта; τ3 - величина предельных сдвиговых напряжений, при которых происходит механическое разрушение поверхности объекта, например влагозащитного покрытия (ВЗП), или сколы на поверхности объекта и др., где τ23; S2 - площадь приклейки липкой ленты к поверхности объекта. Технический результат: исключение нарушения целостности поверхности объекта и повышение достоверности результатов измерения перемещения и деформации испытуемого объекта при исследовании НДС натурных обтекателей ракет. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к измерению деформаций и может быть использовано при испытаниях изделий из хрупких материалов, например керамических обтекателей.

В настоящее время для исследования напряженно-деформированного состояния (НДС) элементов летательных аппаратов (ЛА) широко применяются различные методы, основанные на измерении деформаций или перемещений с помощью тензодатчиков. Для примера можно привести методы, описанные в работах (Баранов А.Н., Белозеров Л.Г., Ильин Ю.С., Кутьинов В.Ф. Статические испытания на прочность сверхзвуковых самолетов. М.: Машиностроение, 1974, с 273-303 и Клокова Н.П. Тензорезисторы. М.: Машиностроение, 1990, с. 194-208). Недостатком этих методов является то, что для измерения деформаций и перемещений в исследуемой конструкции необходимо наклеивать тензодатчики или датчики перемещений непосредственно на поверхность исследуемого изделия жесткими клеями или с применением термической обработки. Это обстоятельство ограничивает применение перечисленных методов для 100% неразрушающего контроля натурных обтекателей из хрупких материалов в процессе производства. Причиной ограничения является большая вероятность внесения дефектов в конструкцию элемента ЛА в процессе демонтажа тензодатчиков и датчиков измерения перемещения и деформации. Особенно эта операция опасна для изделий из хрупких материалов, например для керамических обтекателей.

Известно техническое решение (Авт. свид. СССР №643743, G01B 7/16, опубл. 25.01.1979), заключающееся в том, что тензодатчик закрепляют на поверхности изделия посредством накладывания липкой ленты на тензодатчик и поверхность испытуемого объекта. К недостатку такого метода относится то, что поскольку тензодатчик не прикреплен непосредственно к поверхности объекта, он может не обеспечить достоверных результатов измерения деформаций в условиях напряженно-деформированного состояния изделия.

Наиболее близким по технической сущности является способ закрепления датчика измерения перемещения и деформации на объекте, реализованный в патенте РФ №2008614, G01B 7/18, опубл. 28.02.1994 и выбранный в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является предварительная термическая обработка липкой ленты и поверхности исследуемого объекта, что может привести к повреждению поверхности изделия при нагреве и демонтаже датчика измерения перемещения и деформации.

Перечисленные недостатки аналогов и прототипа делают невозможным применение этих технических решений для 100% контроля НДС конструкций натурных обтекателей.

Задачей предлагаемого изобретения является исключение нарушения целостности поверхности объекта и повышение достоверности результатов измерения перемещения и деформации испытуемого объекта при исследовании НДС натурных обтекателей ракет.

Эта задача достигается тем, что датчики измерения перемещения и деформации крепятся жестким клеем на сухой поверхности односторонней липкой ленты с жесткой основой, закрепленной на поверхности исследуемой конструкции, при этом площадь липкой ленты выбирают из условия:

Fe<<S1⋅τ1≤S2⋅τ2<S2⋅τ3,

где Fe - максимальное значение силы реакции упругого элемента датчика измерения перемещения и деформации;

S1 - площадь приклеивания датчика измерения перемещения и деформации;

τ1 - величина сдвиговых напряжений, при которых наступает нарушение склейки жесткой основы липкой ленты с датчиком измерения перемещения и деформации;

τ2 - величина сдвиговых напряжений, при которых наступает нарушение склейки липкой ленты с поверхностью объекта;

τ3 - величина предельных сдвиговых напряжений, при которых происходит механическое разрушение поверхности объекта, например влагозащитного покрытия (ВЗП) или сколы на поверхности объекта и др., где τ23;

S2 - площадь приклейки липкой ленты к поверхности объекта.

В действительности, если известны предельные значения сдвиговых напряжений τ1, τ2, τ3, величина площади S1 и сила Fe, то из неравенства можно подобрать площадь липкой ленты с жесткой основой, например с бумажной основой. Характеристики липкой ленты с жесткой основой приведены в таблице.

На фиг. 1, фиг. 2 приведена схема приклейки датчика измерения перемещения и деформации 1 на одностороннюю липкую ленту 2 с жесткой основой для контроля измерения зазора 3 между деталями исследуемого объекта, например керамической оболочкой 4 с нанесенным на нее влагозащитным покрытием (ВЗП) 5 и кольцом металлического шпангоута 6. Место приклейки датчика измерения перемещения и деформации 1 к липкой ленте с жесткой основой отмечено цифрой 7.

Приклейка датчика измерения перемещения и деформации по предложенному способу осуществляется в следующей последовательности:

- обезжиривание поверхности объекта, например керамической оболочки 4 с нанесенным на нее влагозащитным покрытием (ВЗП) 5 и металлического шпангоута 6 в местах размещения липкой ленты;

- приклеивание на поверхность керамической оболочки 4 с нанесенным на нее влагозащитным покрытием (ВЗП) 5 и металлический шпангоут 6 липкой ленты по обеим сторонам зазора 3;

- приклеивание датчика измерения перемещения и деформации клеем, например циакриновым, цианоакрилатным, эпоксидно-полиамидным, на сухую поверхность липкой ленты.

После проведения испытания датчик измерения перемещения и деформации удаляется вместе с липкой лентой с поверхности объекта.

Была осуществлена экспериментальная проверка достоверности показаний датчиков измерения перемещения и деформации, закрепленных по предлагаемому изобретению, в сравнении с показаниями датчиков измерения перемещения и деформации, закрепленных по прототипу. Сравнение подтвердило, что закрепление датчиков измерения перемещения и деформации по предложенному изобретению не нарушает целостности поверхности объекта, а по прототипу из-за термической обработки более 50% закрепленных датчиков измерения перемещения и деформации приводят к нарушению целостности поверхности объекта.

Относительная погрешность показаний датчиков измерения перемещения и деформации, закрепленных способом по изобретению, уменьшается на 3-5% в сравнении с показаниями датчиков измерения перемещения и деформации, закрепленных по прототипу.

Предлагаемый способ может быть применен для 100% контроля выпускаемых объектов.

1. Способ закрепления датчика измерения перемещения и деформации на объекте, отличающийся тем, что датчик измерения перемещения и деформации крепится жестким клеем на сухой поверхности односторонней липкой ленты с жесткой основой, закрепленной на поверхности исследуемой конструкции, при этом площадь липкой ленты выбирают из условия:

Fe<<S1⋅τ1≤S2⋅τ2<S2⋅τ3,

где Fe - максимальное значение силы реакции упругого элемента датчика измерения перемещения и деформации;

S1 - площадь приклеивания датчика измерения перемещения и деформации;

τ1 - величина сдвиговых напряжений, при которых наступает нарушение склейки жесткой основы липкой ленты с датчиком измерения перемещения и деформации;

τ2 - величина сдвиговых напряжений, при которых наступает нарушение склейки липкой ленты с поверхностью объекта;

τ3 - величина предельных сдвиговых напряжений, при которых происходит механическое разрушение поверхности объекта, например влагозащитного покрытия (ВЗП), или сколы на поверхности объекта и др., где τ23;

S2 - площадь приклейки липкой ленты к поверхности объекта.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что липкая лента может быть выполнена из бумаги, стеклоткани, хлопчатобумажной ткани, алюминиевой фольги.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве жесткого клея используют циакриновый клей, цианоакрилатный клей, эпоксидно-полиамидный клей.



 

Похожие патенты:

Изобретения относятся к измерительной технике, в частности к конструкции тензометрического датчика, системе определения его пространственного положения, способу определения его пространственного положения и измерительной системе с использованием тензометрического датчика.

Заявленные изобретения относятся к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного мониторинга состояния конструкции стартового сооружения в процессе его эксплуатации.

Изобретение относится к автоматическим средствам периодического отслеживания состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения в процессе его эксплуатации.

Изобретения относятся к приборостроению, в частности к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного отслеживания состояния конструкций.

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: датчик подключают к высокоомной нагрузке RH>500 кОм, измеряют начальный разбаланс и выходной сигнал датчика при нормальной температуре t0, а также температурах t+ и t-, соответствующих верхнему и нижнему пределу рабочего диапазона температур.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при настройке тензорезисторной датчиковой аппаратуры с мостовой измерительной цепью по мультипликативной температурной погрешности.

Изобретение относится к измерительной технике. Датчик подключают к нагрузке Rн>500 кОм, измеряют начальный разбаланс и выходной сигнал при нормальной температуре t0, а также температурах t+ и t-, соответствующих верхнему и нижнему пределу рабочего диапазона температур.

Использование: для определения параметров высокоскоростного движения метательных тел, например измерения перегрузок, скорости соударения, и для исследования параметров динамического деформирования металлических материалов в авиационной и космической технике.

Способ определения напряжений в конструкции без снятия статических нагрузок может быть использован для оценки прочности конструкции и прогнозирования ее несущей способности.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформаций в условиях однородных деформационных полей в процессе прочностных испытаний.
Использование: для исследования деформаций и напряжений в конструкциях опасных производственных объектов газо-, нефтехимической промышленности. Сущность: заключается в том, что наносят на поверхность детали хрупкое тензочувствительное пористое покрытие с фреоном, осуществляют отверждение покрытия, нагружение конструкции и определяют зону высвобождения газа фреона из пористого покрытия (лопаются пузырьки), используя газоанализатор, при этом в качестве хрупкого тензочувствительного пористого покрытия используют покрытие, выполненное из смеси, содержащей эпоксидную смолу, отвердитель ПЭП, газ фреон R-22 при следующем соотношении компонентов, мас. %: эпоксидная смола 65-84, отвердитель ПЭП 14-33, газ фреон R-22 2-10. Техническим результатом является обеспечение возможности определения напряжений и деформаций на основе высвобожденного газа при малых и экстремальных деформациях..

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения относительной деформации. Сущность: тензопреобразователь содержит гибкую диэлектрическую подложку и, по крайней мере, четыре тензорезистора с токоподводящими дорожками, размещенных на одной стороне подложки с образованием сторон, по крайней мере, одного прямоугольника. Тензопреобразователь снабжен защитной гибкой диэлектрической подложкой, приклеиваемой со стороны тензорезисторов к поверхности первой подложки, снабженной с наружной стороны клеевым слоем. Внутри каждого образованного тензорезисторами прямоугольника размещен вдоль, по крайней мере, одной диагонали, по крайней мере, один тензорезистор. Тензорезисторы и токоподводящие дорожки нанесены на подложку методом фотопечати, выполнены с возможностью подключения отдельно каждого тензорезистора к измерительной аппаратуре. На внешней поверхности защитной подложки может быть установлен жидкокристаллический экран, подключенный к измерительной аппаратуре. Технический результат: повышение уровня информативности измерений за счет получения представления о распределении относительной деформации (поле деформации) на значительной площади поверхности нагруженного объекта. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам для измерения деформации опор, находящихся под нагрузкой и может быть использовано для измерения и контроля деформации опорных элементов, предназначенных для магистральных газопроводов. Технический результат: повышение чувствительности и точности измерения, повышении эксплуатационной надежности и оперативности передачи данных измерений в том числе в условиях низких температур. Сущность: устройство содержит тензоизмерительные блоки с тензодатчиками, блок питания и аналого-цифровой преобразователь, электронный концентратор, блок ретранслятора. Каждый тензоизмерительный блок дополнительно содержит приемопередатчик, транзисторный ключ, микропроцессор и датчик температуры. Тензодатчики соединены с транзисторным ключом и с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом микропроцессора, выход которого соединен с приемо-передатчиком. Датчик температуры соединен с микропроцессором. Тензоизмерительные блоки установлены друг от друга на расстоянии, обеспечивающем перекрытие зоны действия тензометрических блоков. Блок ретранслятора содержит приемо-передающий модуль, радиомодем, транзисторный ключ, импульсный источник питания, микропроцессор и температурный датчик. Выход приемопередающего модуля соединен с входом микропроцессора, выход которого соединен с радиомодемом. Другой выход микропроцессора соединен с транзисторным ключом, вход которого соединен с источником постоянного тока, а выход соединен с радиомодемом. Выход импульсного источника питания соединен с микропроцессором. Выходной канал радиомодема по радиоканалу соединен с электронным концентратором. 3 ил.

Изобретение относится к гибкому устройству отображения. Технический результат – обеспечение обратной связи с предупреждением о степени изгиба для исключения повреждения гибкого устройства. Гибкое устройство отображения включает в себя датчик, выполненный с возможностью обнаружения изгиба гибкого устройства отображения, средство обеспечения обратной связи, выполненное с возможностью обеспечения обратной связи согласно обнаруженному изгибу, и контроллер, выполненный с возможностью управления средством обеспечения обратной связи для обеспечения обратной связи, когда обнаруженная степень изгиба превышает пороговое значение. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 39 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для весовых измерений в части измерений сигналов с первичных преобразователей силы (тензодатчиков). Аппаратура может применяться в любых отраслях промышленности, требующих прецизионных (0.002% и точнее) измерений массы, силы, момента силы и т.п. Многоканальный измерительный преобразователь сигналов в тензорезисторных мостовых схемах содержит блок генератора синусоидальных сигналов, блоки измерителей по числу каналов. Противофазные сигналы питания тензорезисторной мостовой схемы с выхода блока генератора синусоидальных сигналов через усилители мощности подаются на входы питания каждой тензорезисторной мостовой схемы, в каждом блоке измерителя напряжение со входов питания тензорезисторной мостовой схемы через дополнительные буферные усилители подается на входы опорного индуктивного делителя напряжения, выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходной диагональю тензорезисторной мостовой схемы, а выход через дифференциальный операционный усилитель соединен со входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП), режим работы которого задается первым микропроцессором. Вход-выход АЦП соединен с входом-выходом первого микропроцессора, выход которого соединен со входом второго микропроцессора (МП2), осуществляющего цифровое синхронное детектирование, цифровую фильтрацию и расчет коэффициента деления тензорезисторной мостовой схемы, вход-выход второго микропроцессора соединен входом-выходом устройства передачи данных, аналоговый вход МП2 соединен с выходом схемы защиты, входы которой соединены с выходами усилителей мощности, второй выход МП2 соединен с третьим входом схемы защиты, а третий выход МП2 - с третьим входом коммутатора. Тактирующий вход АЦП каждого блока измерителей соединен с выходом блока генератора синусоидальных сигналов, формирующим тактирующие импульсы, а дискретный вход первого микропроцессора каждого блока измерителей соединен с выходом блока генератора синусоидальных сигналов, формирующим сигнал полной фазы напряжения питания тензорезисторных мостовых схем. Технический результат - снижение основной и дополнительных погрешностей измерений. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизированного контроля состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения в процессе его эксплуатации. Согласно способу в местах диагностирования контролируемой конструкции размещают датчики, осуществляют опрос датчиков, преобразуют полученную от датчиков информацию и передают ее на пункт контроля, выполненного в виде компьютера с программным обеспечением, где осуществляют регистрацию и сравнение полученной информации с заранее введенными в память компьютера фиксированными величинами. Датчики выполняют с возможностью получения от них информации об их пространственном положении. В пункте контроля формируют условное изображение контролируемой конструкции и фиксируют изменения пространственного положения датчиков, по которым определяют и регистрируют отклонения пространственного положения контролируемой конструкции или ее частей. По результатам сравнения этих отклонений с заранее введенными в память компьютера фиксированными величинами, соответствующими их допустимым значениям, судят о состоянии контролируемой конструкции. Условное изображение контролируемой конструкции выполняют в виде расчетной схемы контролируемой конструкции. Фиксацию изменений пространственного положения датчиков, по которым определяют и регистрируют отклонения пространственного положения контролируемой конструкции или ее частей, производят при различных нагружениях контролируемой конструкции. Технический результат заключается в повышении точности контроля. 2 ил.

Использование: для определения перемещений и линейных размеров объектов в нанометровом диапазоне и для калибровки конфокальных микроскопов и оптических интерферометров. Сущность изобретения заключается в том, что эталон для калибровки оптических приборов содержит размещенный на основании элемент из пьезоэлектрического материала с обратным пьезоэффектом с малым гистерезисом с нанесенными на две его противоположные стороны электродами, подключенными к источнику напряжения, и дополнен вторым идентичным элементом из пьезоэлектрического материала с нанесенными на две его противоположные стороны электродами, также подключенными к источнику напряжения, при этом элементы соединены между собой поверхностями с нанесенными электродами с образованием общего центрального электрода и подключены к источнику напряжения так, что внешние электроды полученной сборки заземлены, а элементы выполнены так, что при подаче управляющего напряжения на электроды происходит одновременная однонаправленная относительно основания деформация обоих элементов. Технический результат: обеспечение возможности повышения точности калибровки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано при дефектоскопии магнитных металлических труб, расположенных в скважинах, с одновременным вычислением толщины стенок каждой из труб в многоколонных скважинах. Способ электромагнитной дефектоскопии-толщинометрии в многоколонных скважинах включает возбуждение нестационарного электромагнитного поля импульсами тока в генераторных катушках разной длины и измерение ЭДС, наведенной в приемных катушках вихревыми токами, протекающими в исследуемых металлических магнитных трубах. При этом возбуждают импульсом тока длительностью Т одновременно все генераторные катушки. Затем их последовательно с интервалом Ti отключают от генератора, начиная с короткой генераторной катушки, и последовательно каждой измерительной катушкой, соответствующей отключенной генераторной катушке, измеряют ЭДС (Е) как функцию времени E(tj,). Причем сигнал с самой последней, длинной измерительной катушки регистрируют как постоянную спада по приведенному математическому выражению. Техническим результатом является повышение точности измерений за счет исключения влияния электромагнитных и геометрических характеристик ближней магнитной металлической трубы на результаты измерений на поздних временах в последующих трубах. 3 ил.

Изобретение относится к вспомогательным приспособлениям контрольно-измерительной техники и может быть использовано для повышения точности измерений деформаций при статических и повторно-статических испытаниях образцов на растяжение, сжатие и изгиб в особенности при многоосевом нагружении образца. Установка содержит силовую раму с элементами крепления испытываемого образца, нагружающее устройство и измерительное устройство, установленное в силовой раме и жестко связанное в верхней части с силовой рамой. Измерительное устройство снабжено детектирующим прибором, установленным с возможностью регулирования своего положения относительно испытываемого образца. Измерительное устройство выполнено в виде дополнительной рамы из тонкостенного профиля. Дополнительная рама прикреплена в верхней части к силовой раме в непосредственной близости от точек крепления испытываемого образца к силовой раме. Нижняя часть дополнительной рамы расположена свободно. Технический результат: создание установки с повышенной точностью измерения деформации, упрощение настройки луча лазера по угловому положению. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, предназначенной для измерения малых деформаций, в частности к емкостным дилатометрам, и может быть использовано для определения коэффициента линейного температурного расширения, пьезоэлектрического эффекта и магнитострикции. Емкостный дилатометр реализован на базе промышленного измерительного комплекса PPMS QD и содержит систему косвенных измерений линейной деформации путем измерения емкости измерительного конденсатора. Новым является то, что дилатометр снабжен дополнительными токовводами и понижающим редуктором, а также адаптирован под основной электрический разъем криостата PPMS QD для обеспечения стабилизации температуры в вакууме. Техническим результатом является обеспечение возможности измерения пьезоэлектрического эффекта и упрощение процедуры предварительной настройки натяжения мембраны. 4 ил.

Изобретение относится к измерению деформаций и может быть использовано при испытаниях изделий из хрупких материалов, например керамических обтекателей. Сущность: датчик измерения перемещения и деформации крепится жестким клеем на сухой поверхности односторонней липкой ленты с жесткой основой, закрепленной на поверхности исследуемой конструкции, при этом площадь липкой ленты выбирают из условия: Fe<<S1⋅τ1≤S2⋅τ2<S2⋅τ3, где Fe - максимальное значение силы реакции упругого элемента датчика измерения перемещения и деформации; S1 - площадь приклеивания датчика измерения перемещения и деформации; τ1 - величина сдвиговых напряжений, при которых наступает нарушение склейки жесткой основы липкой ленты с датчиком измерения перемещения и деформации; τ2 - величина сдвиговых напряжений, при которых наступает нарушение склейки липкой ленты с поверхностью объекта; τ3 - величина предельных сдвиговых напряжений, при которых происходит механическое разрушение поверхности объекта, например влагозащитного покрытия, или сколы на поверхности объекта и др., где τ2<τ3; S2 - площадь приклейки липкой ленты к поверхности объекта. Технический результат: исключение нарушения целостности поверхности объекта и повышение достоверности результатов измерения перемещения и деформации испытуемого объекта при исследовании НДС натурных обтекателей ракет. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Наверх