УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ Российский патент 1997 года по МПК G01B5/30 G01B7/16 

Изобретение касается устройства для измерений деформаций, в частности для измерения растяжений, сжатий, усилий и скручиваний на изменяемых по длине конструктивных элементах, таких, например, как детали машин, мосты, мачты канатных подъемников для лыжников, фермы и стрелы кранов, прицепные мосты для транспортных средств, дорожные и железнодорожные мосты, рельсовые пути и т.п. конструктивные элементы, причем используют чувствительные элементы.

Такого рода устройства, работающие на принципе использования чувствительных элементов, известны. При этом изменение длины изменение длины измеряемого конструктивного элемента переносится на находящийся в измерительном устройстве чувствительный элемент и механическая деформация чувствительного элемента преобразуется в электрический сигнал.

Из авт. свид. СССР N 1051370, кл. G 01 B 7/16, 1983 известно устройство для измерения деформаций, содержащее корпус, прижимной узел, по меньшей мере, два ножа, один из которых неподвижен, а другой установлен с возможностью перемещения относительно корпуса, закрепленный на корпусе измерительный рычаг, связанный с подвижным ножом, и чувствительный элемент, установленный на измерительном рычаге.

Недостатком известных устройств является то, что фиксация устройства на измеряемом конструктивном элементе является затруднительной. Хотя известно однократное соединение такого рода тензометрических датчиков за счет склеивания или других соединений с геометрическим замыканием с конструктивным элементом.

Поэтому в основу настоящего изобретения положена задача таким образом разработать устройство названного вначале вида, чтобы было создано легко транспортируемое устройство, с помощью которого могут регистрироваться наименьшие изменения длины конструктивных элементов, причем закрепление на конструктивном элементе является надежным без того, чтобы происходило разрушение самого конструктивного элемента.

Поставленная задача решается тем, что устройство для измерения деформаций, содержащее корпус, прижимной узел, по меньшей мере, два ножа, один из которых неподвижен, а другой установлен с возможностью перемещения относительно корпуса, закрепленный на корпусе измерительный рычаг, связанный с подвижным ножом, и чувствительный элемент, установленный на измерительном рычаге, согласно изобретению снабжено механизмом подъема-опускания относительно контролируемого объекта, а прижимной узел выполнен в виде удерживающих магнитов, приводимых в действие при опускании устройства и выключаемых при его подъеме.

Целесообразно, чтобы в устройстве, согласно изобретению, механизм подъема и опускания включал в себя управляющий рычаг, конусы, установленные с возможностью продольного перемещения в корпусе, и кольца, установленные в выполненных в корпусе выемках в контакте с соответствующим конусом, а прижимной узел включал в себя последовательно неподвижно закрепленные кольца из мягкой стали и распорные кольца, во внутренних полостях которых установлены и жестко связаны с конусами дисковые магниты и антимагнитные диски, кинематически связанные с управляющим рычагом, причем ширина дисковых магнитов, антимагнитных дисков, колец из мягкой стали и распорных колец одинакова.

Удобно, чтобы в устройстве согласно, изобретению, неподвижный и подвижный ножи были расположены на торцевых сторонах корпуса.

Целесообразно, чтобы устройство согласно, изобретению, было снабжено дополнительными неподвижными и подвижными ножами.

Выгодно, чтобы в устройстве согласно, изобретению, ножи были выполнены в виде дисков, установленных с возможностью поворота и фиксации.

Удобно, чтобы в устройстве согласно изобретению подвижные ножи были установлены на конце измерительного рычага.

Выгодно, чтобы устройство согласно, изобретению, было снабжено дополнительными кольцами, распорные кольца выполнены с канавками, а дополнительные кольца установлены с канавками, а дополнительные кольца установлены в этих канавках.

Дальнейшее преимущества и признаки изобретения поясняются ниже с помощью чертежей. При этом показаны: на фиг. 1 схематично изображенный разрез устройства согласно изобретению; на фиг. 2 вид спереди устройства в направлении стрелки 11 на фиг. 1; на фиг. 3 вид сверху на измерительную траверсу устройства.

На фиг. 1 изображен корпус 1, имеющий верхнюю и боковую крышку 2, накрывающую расположенную под ней электронную часть 3, в которой расположена электронная схема оценки.

Корпус 1 образует в направлении его нижней стенки корпуса 7 два приблизительно полукруглых отверстия, в которые вдвигается вставная часть 6. Вставная часть 6 состоит из ножей 9, 10, 11, 12 и механизма подъема-опускания. Нож 11, 12 неподвижен, а другой нож 9, 10 установлен с возможностью перемещения относительно корпуса 1.

На противоположной стороне за управляющим рычагом 25 расположена следующая крышка для батарей 4, накрывающая батарейный отсек, в котором расположены батареи в качестве энергоснабжения для дистанционного управления работой этого устройства.

Полукруглые входные отверстия 6 можно видеть из фиг. 2. Нож 11, 12 соединен с вставной частью 6 через винт 13. Вставная часть может выниматься в направлении стрелки 33 из корпуса 1 тогда, когда удалена защитная крышка 5. Наоборот, вставная часть 6 может вставляться во входные отверстия 8 в направлении стрелки 32. Для соединения вставной части 6 с корпусом 1 служат винты 14.

Опору подвижных конструкций ножей 9, 10 можно видеть на фиг. 3. При этом оба ножа 9, 10 расположены на свободных концах полки 17 Н-образного профиля с возможностью вращения и фиксации в полке 17 с помощью винта 15. Полка 17 через соединительный рычаг 19 соединена с аналогичной полкой 18 этого измерительного рычага 16.

Полка 18 через винты 22 (ср. также фиг. 1) неподвижно соединена с корпусом 1.

Неподвижный 11, 12 и подвижный 9, 10 ножи расположены на торцевых сторонах корпуса и выполнены в виде дисков.

Измерительный рычаг 16 закреплен на корпусе 1 и связан с подвижным ножом 9, 10. На измерительном рычаге 16 установлены чувствительные элементы 20, 21.

Устройство подъема опускания включает в себя управляющий рычаг 25, конусы 41, установленные в корпусе 1 с возможностью продольного перемещения, и кольца 43, установленные в выполненных в корпусе выемках 42 в контакте с соответствующим конусом 41.

Прижимной узел включает в себя последовательно и неподвижно закрепленные кольца 36 из мягкой стали и распорные кольца 38, во внутренних полостях которых установлены и жестко связаны с конусами 41 дисковые магниты 34 и антимагнитные диски 35, кинематически связанные с управляющим рычагом 25. Ширина дисковых магнитов 34, антимагнитных дисков 35, колец 36 из мягкой стали и распорных колей 38 одинакова.

Далее более подробно описывается устройство подъема и опускания устройства.

Управляющий рычаг 25 через плечо рычага 26 установлен с возможностью поворота в корпусе 1. При этом плечо рычага 26 установлено в корпусе с возможностью поворота через опору вращения 29. На свободном, нижнем конце плеча рычага 26 расположен штифт 28, входящий в вильчатую головку 27, неподвижно соединенную через винт 30 с подвижной частью 31. Эта подвижная часть 31 является частью вставной части 6 и расположена во вставной части 6 с возможностью перемещения в направлениях стрелок 32, 33.

Подвижная часть 31 образована из антимагнитного материала, такого, например, как латунь или алюминий, и состоит в основном из средней части, которая через винт 30 неподвижно соединена с вильчатой головкой 27.

Подвижная часть состоит, следовательно, из средней части согласно фиг. 1, которая через винт 30 соединена с вильчатой головкой 27. Сбоку к этой средней части примыкают дисковые магниты 34, которые расположены на расстоянии друг от друга параллельно друг другу и между которыми соответственно расположен антимагнитный диск 35. Вся конструкция состоящая из дисковых магнитов 34 и антимагнитных дисков 35 соответственно удерживается вместе в форме пакета за счет винта 39. Одновременно через винт 39 также на обеих сторонах этой вставной части 6 закрепляется подъемная часть 30.

Смещено с зазором по отношению к дисковым магнитам 34 кольца из мягкой стали в форме кольца неподвижно соединены с корпусом 1 и через винт 14 неподвижно закреплены на корпусе.

Устройство работает следующим образом.

При изображенном на фиг. 1 положении измерения неподвижный нож 11, 12 врезается в опущенном положении устройства (как показано на фиг. 1) в поверхность измеряемого объекта. При этом измеряемый объект обозначен линией 44. Точно так же нож 9, 10 на противолежащей стороне корпуса 1 врезается в поверхность измеряемого объекта. При соответствующем изменении длины измеряемого объекта нож 9, 10 перемещается в направлении стрелок 32, 33 в результате чего измерительный рычаг 16 прогибается и чувствительные элементы 20, 21, неподвижно наклеенные на измерительном рычаге на передней и задней сторонах, претерпевающих механический прогиб, вследствие чего изменяется их электрическая величина. Это изменение электрической величины подводится к схеме оценки, расположенной в электронной части 3.

Если управляющий рычаг 25, например, перемещается в направлении стрелки 33, то через вильчатую головку 27 подвижная часть перемещается в направлении стрелки 32 влево. За счет этого перемещается вся вставная часть 6 со всеми дисковыми магнитами 34 и расположенными между ними в виде пакета кольцами из мягкой стали 36 и подъемными частями 40 в направлении стрелки 32. За счет этого дисковые магниты 34 приходят в положение против колец из мягкой стали 35 и тем самым замыкаются и выводятся из действия. Одновременно соответствующая вершина конуса 41 подъемной части 40 заходит за соответственно расположенное в выемке 42 кольцо 43, благодаря чему это кольцо отжимается из выемки 42 вниз, садится на поверхность измеряемого объекта (линия 44) и отжимает все измерительное устройство вверх.

За счет этого, следовательно, измерительное устройство поднимается с измеряемого объекта и ножи 9, 10 и 11,12 выходят из контакта с поверхностью измеряемого объекта.

Если управляющий рычаг 25 перемещается в обратном направлении, аналогичным образом проходят только что описанные процессы. При этом дисковые магниты 34 вследствие этого приходят в положение против канавок 37, выполненных антимагнитными, в которых плавающим образом выделены распорные кольца 38.

В этом положении дисковые магниты 34 создают их наибольшую удерживающую силу и тем самым производится соединение посредством удерживающей силы с измеряемой поверхностью. Одновременно за счет удерживающей силы достигается то, что ножи 9, 10 и 11, 12 врезаются в поверхность измеряемого объекта (линия 44).

Одновременно распорные кольца 38 с фрикционным замыканием сидят на поверхности измеряемого объекта, благодаря чему измерительное устройство образует фрикционное замыкание с этой поверхностью и тем самым без возможности перемещения и, в частности, без возможности поворота соединено с поверхностью в том случае, если речь идет о круглых измеряемых объектах. В том случае, если должно производиться измерение изменения длины антимагнитного измеряемого объекта, вся установка, то есть корпус совместно с измеряемым объектом, соединяется друг с другом через зажимную ленту, так что также производится описанное геометрическое замыкание ножей 9, 10 и 11, 12 с поверхностью измеряемого объекта.

Показанное измерительное устройство пригодно, следовательно, для всех случаев применения, где речь идет о том, чтобы регистрировать самые малые изменения длины. Оно легко может помещаться на измеряемых объектах и легко может удаляться.

Как уже упоминалось вначале, с его помощью также могут устанавливаться изменения длины закаленных поверхностей, так как ножи выполнены настолько острыми, что они могут врезаться или фиксироваться в имеющейся естественным образом шероховатости измеряемого объекта.

Использование: для измерения деформаций, в частности для измерения растяжений, сжатий и аналогичных усилий на измеряемых по длине конструктивных элементах или деталях машин. Сущность: устройство имеет корпус, на котором расположено два находящихся на расстоянии друг от друга ножа, из которых один нож неподвижно установлен на корпусе, а другой нож установлен в корпусе с возможностью перемещения в направлении изменения длины измеряемого конструктивного элемента или с возможностью изгиба. В корпусе имеется механизм подъема и опускания, который при опускании устройства делает способными к функционированию удерживающие магниты за счет магнитного охватывания, соединяющие корпус с измеряемым конструктивным элементом, причем одновременно острия ножей врезаются в поверхность измеряемого конструктивного элемента. В поднятом положении устройства, удерживающие магниты, выключаются из работы и острия ножей поднимаются с измеряемой поверхности. 1 с. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для измерения деформаций, содержащее корпус, прижимной узел, два ножа, один из которых неподвижен, а другой установлен с возможностью перемещения относительно корпуса, закрепленный на корпусе измерительный рычаг, связанный с подвижным ножом, и чувствительный элемент, установленный на измерительном рычаге, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом его подъема-опускания относительно контролируемого объекта, а прижимной узел выполнен в виде удерживающих магнитов, приводимых в действие при опускании устройства и выключаемых при его подъеме. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм подъема-опускания включает в себя управляющий рычаг, конуса, установленные с возможностью продольного перемещения в корпусе, и кольца, установленные в выполненных в корпусе выемках в контакте с соответствующим конусом, а прижимной узел включает в себя последовательно и неподвижно закрепленные кольца из мягкой стали и распорные кольца, во внутренних полостях которых установлены и жестко связаны с конусами дисковые магниты и антимагнитные диски, кинематически связанные с управляющим рычагом, причем ширина дисковых магнитов, антимагнитных дисков, колец из мягкой стали и распорных колец одинакова. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что неподвижный и подвижный ножи расположены на торцевых сторонах корпуса. 4. Устройство по пп. 1 3, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными неподвижными и подвижными ножами. 5. Устройство по пп. 1 4, отличающееся тем, что ножи выполнены в виде дисков, установленных с возможностью поворота и фиксации. 6. Устройство по пп. 1 5, отличающееся тем, что подвижные ножи установлены на конце измерительного рычага. 7. Устройство по пп. 1 6, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными кольцами, распорные кольца выполнены с канавками, а дополнительные кольца установлены в этих канавках.