Устройство для измерения угла наклона плавучего объекта, преимущественно плавучего крана

 

M. В. Ковальчук и В. Н. Яковенк > изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ,ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА ПЛАВУЧЕГО

ОБЬЕКТА, ПРЕИМУВ1ЕСТВЕННО ПЛАВУЧЕГО КРАНА

Изобретение относится к области измеритель-! ной техники, в частности к устройствам для измерения угла наклона (крена или дифферента) плавучего объекта, преимущественно плавучего крана.

Известны устройства для измерения угла наклона плавучего объекта — кренометры, включающие два (кренометр Крылова) .нли трн (кренометр Крылова — Генека) сообщающихся сосудз, заполненных жидкостью (1)

Эти известные кренометры жестко прикреп1в ляют к объекту. При отклонении объекта от начального горизонтального положения уровень жидкости в сообщающихся сосудах изменяется, и по величине этого изменения определяют

1$ величину угла наклона объекта. Недостатком этих Известных устройств является отсутствие возможности дистанционной передачи результатов измерений, так как измерения угла наклона проводят непосредственным наблюдением за уровнем жидкости в одном нз сосудов. Между тем необходимость в дистанционной передаче данных о:велчине крена является насущной, тем более, что по соображениям получения

2 наибольшей точности сообщающиеся сосуды устройства стараются разнести в пространстве на максимально возможное расстояние, например, на плавучих средствах, в частности, ппавкранах, сосуды стараются располагать у проти-. воположных бортов плавсредства.

Известны устройства для измерения крена, включающие сообщающиеся сосуды, заполненные жидкостью, измерительные преобразователи (датчики) и подключенный к их выходам шмерительный прибор, который может быть установлен в удобном для обслуживающего персонала месте (например, на плавкране — рабочем месте крановщика). Извщитгельные пре. образователи в устройствах такого типа могут быть выполнены в виде поплавкового измерительного преобразователя уровня жидкости Щ, в виде емкостного измерительного преобразователя уровня жидкости (3). Эти устройства нв могут быть однако применены для измерения угла наклона плавучего крана, так как серийно . выпускаемые и разрешенные к применению преобразователи уровня по условиям зкспиуатв. пни (вибрация, ударные нагрузки, повышение

0922 влажность и солесодержание окружающей среды) не имеют класса точности выше, чем 1,5. При диапазоне измерения от — 10 до +10 погрешность измерения составит 10,3, что неприемлимо для плавкранов, для которых точность определения углов крена должна находиться в пределах +0,1 — 0,15 .

Известны устройства с измерительным преобразователем уровня в виде электрода, перемещаемого шаговым двигателем вслед эа перемещением уровня жидкости в сосуде, при ,этом шаг электрода должен быть меньше или равен допускаемой погрешности измерения (41.

Однако, в связи с тем, что скорость юмерения крана на плавкранах может достигать

20Яф количество шагов электрода может . быть до 200 в 1 мин. Такое же количество раз должен включиться и выключиться шаговый двигатель. В таком режиме ни один из существующих двигателей не может длительно и надежно работать.

Ближайшим по технической сущности к изобретению является устройство для измерения крена с измерительным преобразователем уровня в виде подпружиненного груза, погруженного в жидкость (6l

Однако в судовых условиях наложение вибрации и ударных нагрузок вызывают переме щение подпружиненного груза и, следовательно, дополнительную погрешность в измерении.

Целью изобретения является повышение точности и безопасности эксплуатации объекта в неблагоприятных условиях.

Цель изобретения достигается тем, что в устройстве для измерения угла наклона плавучего объекта, преимущественно плавучего крана, содержащем выполненные симметрично сообщающиеся сосуды, заполненные жидкостью, измерительные преобразователи и подключенный к их выходам юмерительный прибор, измерительные преобразователи выполнены в виде четырех попарно соединенных дифманометров, установленных на сообщающихся сосудах, при этом камера меньшего давления первого в паре дифманометра соединена с полостью сосуда в его верхней части, камера большего давления второго в паре дифманометра соединена с полостью того же сосуда.в его нижней части, каждая пара дифманометров соединена друг с другом и с полостью сосуда в его середине, выходы дифманометров в каждой паре соединены по схеме сложения сигналов, а выход пары дифманометров одного из сосудов соединен с выходом пары дифманомет ров другого сосуда по схеме сравнения сигналов.

На фиг. 1 показана схевла устройства для измерения угла наклона; на фиг. 2 — вариант подключения измерительного прибора к дифманометрам с реостатиым .выходом.

Устройство для измерения угла наклона.,объекта состоит из сосудов 1, 2, заполненных жидкостью и соединенных трубой 3, дифманометров 4, 5, 6, 7. Камера меньшего давления дифманометра 4 подключена трубой 8 к верхней части сосуда 1, камера большего давления дифманометра 4 подключена трубой 9 к середине сосуда 1. Камера меньшего давления дифманометра 5 подключена трубой 10 к середине сосуда 1, а камера большего давления — трубой

)1 к нижней части того же сосуда. Дифманометры 6, 7 подключены к сосуду 2 трубами 12, 13, 14, 15 аналогично дифманометрам 4, 5.

Реостатные выходы 16, 17 дифманометров

4, 5 соединены по схеме сложения сигналов указанных дифманометров так же, как реостатные выходы 18, 19 дифманометров 6, 7. К выходам пар дифманометров 4, 5 и 6, 7 по схеме сравнения сигналов подключен показывающий прибор 20.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии наклона объекта уровень жидкости в сосудах 1, 2 одинаков и находится посередине указанных сосудов (изображен сплошной линией). На дифманометры 5, 7 воздействует максимальный перепад давления, на дифманометры 4, 6 — минимальный, при этом с реостатных выходов 17, 19 дифманометров

5, 7 снимается максимальный сигнал, а с реостатных выходов 16, 18 дифманометров 4, 6 — минимальный. Суммарный сигнал от дифманометров 4, 5 и суммарный сигнал отдифманометров 6, 7 равны между собой.

При появлении наклона объекта жидкость начинает перетекать из одного сосуда в друтой, например, из сосуда 1 в сосуд 2. Установившийся уровень жидкости (показан на фиг. 1 пунктиром) в сосуде 1 будет меньше, чем в сосуде 2. При этом суммарный сигнал от дифманометров 4, 5 будет меньше, чем суммарный сигнал от дифманометров 6, 7. Показывающий прибор 20, включенный по схеме сравнения сиг-. налов с реостатных выходов 16, 17 и 18, 19 дифманометров 4, 5 и 6, 7 выдаст показание, пропорциональное наклону объекта. В связи с тем, что каждый дифманометр имеет диапазон юмерения, равный половине общего диапазона, погрешность измерения наклона объекта составит

Ж» —, т. е. вдвое меньше, чем при измерении одним прибором. !

При изменении уровня жидкости в сосудах

1, 2 из-за температурного расширения, наличия испарения и утечек жидкости сигнал с каждой пары дифманометров 4, 5 и 6, 7 изменится на одну и ту же величину, и поэтому не изменится сигнал на показывающем приборе 20 включенном по схеме сравнения суммарных сигналов с дифманометров 4, 5 и дифманометров б, 7.

8709

ВНИИПИ Заказ 8415/9 Тираж 645 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Применение предлагаемого устройства увеличит безопасность эксплуатации устройства при неблагоприятных условиях и повысит точность измерения угла наклона.

Формула изобретения

Устройство для измерения угла наклона плавучего объекта, преимущественно плавучего крана, содержащее вйполненные симметрично сообщающиеся сосуды, заполненные жидкостью, измерительные преобразователи и подключенный к их выходам измерительный прибор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения тОчности и безопасности эксплуатации объекта 15 в неблагоприятных условиях, измерительные преобразователи выполнены в виде четырех попарно соединенных дифманометров, установленных на сообщающихся сосудах, при этом камера меньшего давления первого в паре дифманометра соединена с полостью сосуда в его верхней части, камера большего давления второго гг- 6 в паре дифманометра соединена с полостью то.го же сосуда в его нижней части, каждая пара дифманометров соединена друг с другом и с полостью сосуда в его середине, выходы дифманометров в каждой паре соединены по схеме сложения сигналов, а выход пары дифманометров одного из сосудов соединен с выходом пары дифманометров другого сосуда по схеме сравнения сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз

1. Дорогостайский Д. В. и Мальцев H. R.

Непотопляемость надводного корабля, М., Воениздат, 1961, с. 382 — 384.

2. Авторское свидетельство СССР У 172513, кл. G01 С 9/22,,03.09.64.

3. Авторское свидетельство СССР Ф 175255, кл. G 01 С 9/22, 30.07.64.

4. Патент ФРГ Р 2607513, кл. G 01 С 5/04, 1979.

5. Авторское свидетельство СССР У 417683, кл. G 01 С 9/22, 13.03.72 (прототип).