Устройство для определения угла наклона объекта

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >970106 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 250679 .(21) 2784640/18-10 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетОпубликовано 30.10.82. Бюллетень ¹ 40! и)М.Н .

G01 С 9/12

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДН528. 541 (088. 8) Дата опубликования описания 30.10.82

Е.И.Ильин, A.H.Tþòðèí и Г.И.Иванов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

g 54 ) УСТ РОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА

ОБЪЕКТА

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения угла наклона различных объектов или элементов грузоподъемных машин.

Известен фотоэлектрический датчик угловых и линейных перемещений, соцержащий источник света, световоды, фотоприемники, измерительную схему, причем источники света размещены на торцах светопоглощающей непрозрачной камеры, внутри которой размещена прозрачная камера с установленными на равном расстоянии от концов фотоприемниками, а между наружной поверхностью прозрачной и внутренней поверхностью светопоглощающей камеры установлен подвижныи светопровод с полной внутренней отражающей поверхностью (1)

Это устройство сложно по конструкции, так как для своей работы требует два раздельных источника света, два фотоприемника и подвижный световод.

Кроме того, диапазон его измерения ограничен на величину угла, который занимает подвижный световод.

Известен также ограничитель угла наклона грузоподъемной машины, конструкция которого включает шарнирно закрепленную в корпусе полую стрелку, выполняющую роль маятника и несущей в своей верхней части источник света, воздействующий через канал стрелки на фотоэлемент, расположенный в нижней части корпуса и отключающий привод механизмов при отклонении корпуса относительно стрелки (2J.

Известное устройство в сравнении с предыдущими конструктивно проще, так как включает в себя один источник света и один фотоприемник, но обладает дискретным и ограниченным диапазоном измерения, которое определено только рабочей поверхностью фотоэле15 мента. Кроме того, известное устройство не надежно в работе, так как при вибрациях под действием знакопеременных нагрузок его стрелка, выполняющая роль маятника, будет иметь собственные колебания и выходить за пределы фотоприемника, выдавая ложный сигнал.

Ближайщим к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.является устройство для определения угла наклона объекта, содержащее светонепроницаемый корпуо, маятник на шарнирном подвесе и источник света, световод, совмещенный с осью груза маятника, фотоэлектри970106

Люминофор постоянного действия, расположенный в полости маятника, позволяет отказаться от электрического источника света, а светопроницаемая жидкость, которая частично заполняет полость корпуса, позволяет уменьшить влияние внешних вибраций на маятник.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства, общий вид, на фиг.2 — вид по стрелке А на фиг.1.

65 ческий преобразователь и индикатор.

Между выходной частью светового канала маятника и фотоэлектрическим преобразователем расположен жестко скрепленный с корпусом светопроницаеи и элемент-матрица, выполненная в 5 виде пучка светопроводящих волокон, причем выходной торец каждого пучка разделен на две части, одна из которых находится в оптическом контакте с фотоэлементами приемника, а вторая 10 выведена на экран индикатора (3).

Однако это устройство сложно по конструкции, необходима световолоконная матрица, которая включает в себя от десятков до сотен отдельных световодов и столько же светоэлектрических преобразователей. Это увеличивает габариты устройства, уменьшает его надежность.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и расширение диапазона измерений.

Цель эта достигается тем, что. устройство для определения угла наклона объекта, содержащее светонепроницаемый корпус, шарнирно закрепленный в нем маятник с источником света и расположенные под ним светопроницаемый элемент, жестко скрепленный с корпусом, и фотоэлектрический преобразователь, подключенный к индикатору, снабжено кронштейном

С-образной формы, скрепленным с маятником, на свободном конце кронштейна, совпадающем с осью маятника, 35 закреплен фотоэлектрический преобразователь, а светопроницаемый элемент выполнен в виде пленки, прозрачность которой возрастает оТ центрального участка к периферийным, при- 40 чем источник света расположен над центральным участком пленки.

Кроме того, полость маятника заполнена люминофором постоянного действия, а полость корпуса частично эа- 45 полнена снетопроницаемой жидкостью.

Светопроницаемый элемент, выполнен. ный в виде пленки, прозрачность которой на различных участках неодинаковая, позволяет изменять величину светового потока на рабочую поверхность фотоэлектрического преобразователя при различных углах наклона, тем самым повышается диапазон измерений.

Устройство включает в себя светонепроницаемый корпус 1, внутри которого на шарнире 2 укреплен маятник

3, внутренняя полость которого имееч световой канал 4 и покрыта люминофором постоянного действия 5. В нижней части маятника 3 на С-образном кронштейне 6 расположен фотоэлектрический преобразователь 7, которыи с помощью проводов 8 электрически связан с индикатором-микроамперметром 9, шкала которого проградуирована в углах наклона. Между фотоэлектрическим преобразователем 7 и выходной частью светового канала 4 в зазоре, образованным С-образным кронштейном

6, располржен светопроницаемый элемент, выполненный в виде пленки 10, прозрачность которой возрастает от ее центрального участка к периферийным. Полость корпуса частично заполнена светопроницаемой жидкостью 11, например дистиллированной водой.

Работа устройства. происходит следующим образом.

При отсутствии угла наклона контролируемого объекта (не показан), на котором установлен корпус 1 наклономера, его маятник 3 находится в вертикальном положении, а выходное от» верстие светового канала 4 расположено над центральным, наиболее прозрачным участком светопроницаемой пленки

10. В этом случае поток света, генерируемый слоем люминофора постоянного действия 5, не достигает светочувствительной поверхности фотоэлектрического преобразователя 7, электрический ток не вырабатывается и стрелка микроамперметра 9 указывает нулевое значение наклона объекта.

При отклонении объекта на какойлибо угол и в любую сторону корпус 1 вместе со светопроницаеьым элементом

10 также отклонится на эту же величину, а маятник 3 повернется на шарнире 2 и сохранит свое прежнее вертикальHoe положение, вместе с ним сохранит свое прежнее положение и фотоэлектрический преобразователь, расположенный на С-образном кронштейне

6. В этом случае под выходным отверстием светового канала 4 маятника 3 расположится более прозрачный, чем ранее, участок светопроницаемой пленки 10, поток света частично цроникает через нее и генерирует в фотоэлектриче ском преобраз ов ателе 7 элект рический сигнал определенной мощности, который по проводам 8 поступает в микроамперметр 9, стрелка которого показывает на шкале угол отклонения объекта от вертикали. При дальнейшем наклоне объекта под выходным отверстием светового канала 4 будут размещаться все более прозрачные участки светопроницаемой пленки 10

970106

Формула изобретения

Фыа.1 и, следовательно, все большая величина тока будет вырабатываться в фотоэлектрическом преобразователе

7 и фиксироваться в микроамперметре

9 в виде углов наклона. Ф

Светопроницаемая жидкость 11, которой частично заполнена емкость корпуса 1, при наклонах замеряемого объекта гасит собственные колебания маятника 3 и повышает устойчивость работы всего наклономера. !О

При возвращении объекта в исходное положение световой поток будет вновь прегражден центральным наименее прозрачным участком светопроницаемой пленки 10 и стрелка микроамперметра

9 покажет нулевое отклонение объекта.

По предлагаемому методу производит,ся замер наклона объекта в любую сторону от вертикали. Принципиально сектор замера наклона может быть осущест-2О влен до 180

Таким образом устройство позволяет повысить надежность и расширить рабочий диапазон.

Устройство для определения угла а клона объекта, содержащее светопроницаемый корпус, шарнирно закрепленный в нем маятник с источником света, расположенные под ним светопроницае" мый элемент, жестко скрепленный с корпусом., и фотоэлектрический преобразователь, подключенный к индикатору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения надежности и расширения диапазона измерений, оно снабжено кронштейном С-образной формы, скрепленным с маятником, на свободном конце кронштейна, совпадающем с осью маятника, закреплен фотоэлектрический преобразователь, а светопроницаемчй элемент выполнен в виде пленки, прозрачность которой возрастает от цент. рального участка к периферийным,причем источник света расположен над центральным участком пленки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 540276, кл.G08 С 9/06, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 202060, кл. В 66 С 1/00, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

9 756930, кл. G01 С 9/36, 1978 прототип ).

9 70106

Вид А

Составитель Л.Колюбакина

Редактор С.Тараненко Техред Т.Маточка

Корректор О.Билак

Подписное

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

Заказ 8368/47 Тираж 614

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5