Устройство для определения угла наклона

 

вы... институт им. Г. И. Кржижановского (71) Заявятель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА

НАКЛОНА

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и предназначено для определения угла нак" лона объекта.

Известны наклономеры, действие которых основано на зависимости теп ловых потерь нагретой током. проволоки в газе от угла наклона. Интенсивность охлаждения конвекционными потоками определяют с помощью мостовой схемы. Проволоку нагревают и измеряют изменение ее сопротивления при отклонении оси объекта от вертикального положения (1).

Наиболее близким к изобретению . по технической сущности и достигае" мому результату является устройство для определения угла наклона, содержащее два.одинаковых обогреввемых термических элемента, размещенных рф симметрично под острым углом к горизонту, и измерительный прибор (2).

Однако точность этих устройств зависит от условий теплоотвода, изме"

2 няющихся при изменении угла наклона по сложному закону. Устройства не могут быть использованы в ионизированной, электропроводной химически активной среде.

Цель изобретения - повышение надежности при работе в вакууме, электропроводных и агрессивных средах.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения угла наклона, содержащем два одинаковых обогреваемых термических элемента, продольные оси которых расположены под острым углом к горизонту, подключенные к измерительному прибору, термические элементы выполнены в виде тепловых труб, работающих по принципу возврата тепло" носителя в зону испарения гравитационными силами, нижние торцы которых соединены обогреваемой вставкой, а верхние торцы, являющиеся участками конденсации, размещены в введенном в устройство термостате

945657 и на них установлены опаи дифференциальной термопары, подключенной к измерительному прибору.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство состоит из двух одина ковых тепловых труб 1 и 2,работающих по принципу возврата сконденсированного теплоносителя гравитационными силами, установленных симметрично под острым углом к горизонту (45о) . Нижние торцы тепловых труб (x участки испарения ) соединены металлической вставкой 3,.обогрева" емой нагревателем 4, питающимся от . стабилизированного источника 5 напряжения. Участки конденсации тепловых труб 1 и 2 помещены в термостат.

6. На верхних торцах тепловых труб

1 и 2 (на,концах участков конденсации) установлены спаи дифференциальной термопары 7, подключенной к измерительному прибору 8.

Тепловые трубы 1 и 2 с металлической вставкой 3 и термостатом 6 укрепляются на контролируемом объек" те. Когда этот объект находится в горизонтальном положении, углы нак- лона осей тепловых труб 1 и 2,по отношению к горизонту равны, металлическая вставка 3 обеспечивает одинаковые условия подвода тепла к участкам испарения, термостат 6 обеспечивает одинаковые условия отвода тепла от участков конденсации, сле" довательно, тепловые трубы 1 и 2 пе35 редают одинаковое количество тепла, их верхние торцы имеют одинаковую температуру, стрелка измерительного прибора 8 показывает нулевое значение электродвижущей силы термопары 7. ао

При отклонении объекта от горизонтального вертикального положения угол наклона одной из тепловых труб например трубы 1, увеличивается, а другой уменьшается. Тепловая труба 1 начинает передавать больше теп" ла по сравнению с тепловой трубой 2.

Соответственно верхний торец тепловой трубы 1 становится горячим по сравнению с верхним торцом трубы 2, и стрелка прибора 8 отклонится в соответствующую сторону от нулевого положения на величину, пропорциональную величине отклонения контролируемого объекта от первоначального положения °

Таким образом, в качестве датчика положения объекта относительно горизонтального (или вертикального) направления использованы тепловые трубы с возвратом теплоносителя в зону испарения гравитационными силами и используется эффект зависимости теплопередающей способности гравитационных тепловых труб от положения их оси по отношению к горизонтальному направлению.

Количество тепла, передаваемого гравитационной тепловой трубой равно

Ч = К 1п, где q - количество тепла, переданное тепловой трубой;

К " коэффициент, величина которого зависит от конструктивных особенностей тепловой трубы, условий подвода и о вода тепла, уровня теиператур, физических свойств теплоносителя;

К " угол наклона оси тепловой трубы к горизонту.

Использование тепловых труб в качестве датчиков положения объекта относительно горизонтального (или вертикального) направления позволило создать устройство, в котором отсутствуют какие-либо движущиеся механические детали, что обеспечивает повышение надежности. Значительно расширяется область применения прибора, поскольку тепловые трубы при соответствующем подборе конструкционных материалов и теплоносителей могут работать в широком интервале температур, от криогенных до сверхвысоких1 и широком интервале давлений. Устройство может работать в запыленных средах, в агрессивных и коррозионЬых средах, в условиях магнитных и электрических полей.

Формула изобретения

Устройство для определения угла наклона, содержащее два одинаковых обогреваемых термических элемента, продольные оси которых расположены под острым углом к горизонту, подключенные к измерительному прибору, о т л и w а ю щ е е с я тем,. что, с целью повышения надежности при работе в вакууме, электропроводных и агрессивных средах, термические элементы выполнены в виде тепловых труб, работающих по принципу возврата теп945657 б

1. Козарев 6.П. и др. Расчеты и конструкции термодеклинаторных моделей для высокочувствительной ре" гистрации угловых отклонений от вер тикали . - Известия ЛЭТИ, 1970, 11 94 И/728, с. 34-35.

Составитель Л. Колюбакина

Редактор О. Юрковецкая Техред С.Иигунова Корректор Г. Реее™èK

Заказ 5313/58 Тираж 614 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5

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

5 поносителя в зону испарения..гравита ционными силами, нижние торцы которых соединены обогреваемой вставкой, а верхние торцы, являющиеся участками конденсации, размещены в введенном в устройство термостате и на них установлены спаи дифферен" циальной термопары, подключенной к измерительному прибору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования. M., "Нащи о ностроение", 1965, с. 251-253 (прототип).