Устройство для определения угла наклона объекта в двух взаимно перпендикулярных плоскостях Советский патент 1983 года по МПК G01C9/14 

Изобретение относится к контрольно иэмерательноЛ технике, в честносги, к устройствам для измерения углов наклона сооружений или грунта при воздействии возмущений, вызываемых вз рывом или зем

летрясением.

Известно,что при землят1 сенцях и взрывах грунт и затлубяенные в нем соо(женив преходят в авижеяие, кото« рее может происходить в течение сравни телы1о длителыюго промежутка времени. Одним из параметров того движения является угол наклона грунта или сооружения относнтвльно вертшсали. Для измерения углов ваклона широко используются маятниковые празборы на базе вертикального отвеса.

Известны гидрсютатическве наклономеры, состоящие вз корпуса, заподщенного жидкостью, в нижней части которого с двух противоположны сторон встроены смотровые стшша, а в верней подвешен маятник на шюскс . На маятнике размещены поплавсж и стрелка. Внутри корпуса установлена двусторонняя, шкала, которая просматривается через смотровые стекла. Корпус смонтирован на угольнике с прямым углом.

В этом триборв ОЛЯ повышения разре- шаюшей спосо остн, поплавок укреплен , на нижней части маятника, иентр тяжести .которого расположён ниже точки опоры. Разрешающую cnocofeocTb прибора можно регулврсфать перемещением поплавка на маятнике и аспбором жесткости пружины. Величину )еиня от вертикали или горизонтали апреаёепяпут по шкале визуально, приклаяывая прт1бор к повербшости горвзсжтальноЁ или вертш :алЬ ной плоскостью уголь В а l .

Этот прнбсф не позволяет осуществить дистанционный съем вяформаояя, что является стределякнцим фактортв ппя ежме- рений при взрывах, особенно в гяуба массива грунта.

Известно устрсАство для вамервявя угла наклона в условиях возаеест&ия больших перегрузок, которое вмеет корпус, поплавок, полностью погруженный в жидкость, подвеску поплавка г систему для дистанпвонного съема шформацни. Поплавок вьшолнен в вное пустоталого ксжуса, вершина которого связана с основанием корпуса при помопга двухстепенного шарвира, а в верхней часта yspen лена крестовина, стержни которс выполи вены 113 ферромагнитного материала в входят в осевые отверстия катушек шзи дуктивнбго преобразователя. Устройствовысокой пороговой чувствительностью

Наиболее близким по технической сушя ности и конструктивному вьшолнению к предлагаемому является устройство для определения угла наклона объекта в двух взаимно перпендккулярных плоскостяхд в котором подвеска маятника выполнена на шарнирной крестовине, на tiepneaw дикуля{жых осях которой жестко закреплены стрелки,, несутшйе на своих концах ферромагнитные сердечнике преобразсш телей пере юшения, а их катушки иноуктивности размшцены Есепосредственно на мая.тнике для измерения угла наклона по одной компоненте и на опоцжых шарнирных стойках шарёирнс крестовины - для измерения угла наклона по другой компо ненте з .

Оцнако пороговая чувствительность известного устройства при измерении малых углов также недостаточна.

Целью изобретения является повышение пороговой чувствительности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения угла наклона объекта в двух взаимно пзрпенд кулярных плоскостях, .содержащем полностью погруженный в жидкость и подвешенный свободно на шарнирнс крвстовине маятник, в нижней части которого размешены ферромагнитные сертечникн, взаимодействуюоше с преобразователями угла наклона в электрический сигнал, маятник сяабжен тороидальным поплавком, горизонтальная ось симметрии которого ровме- шена с осью подвески маятника, и жестко закрешюн на нем.

При таком вьшолнении маятника к моменту подвешенного маятника, стремяшега ся сохранить свое вертикалшое положе- вне при наклоне объекта, присоединяется момент жестко закрепленного на нем торо идального поплавка, стремящегося сохранить свое горизонтальное положение. Эти; моменты действуют в одном направлении и повышают пороговую чувствительность датчЕОса. Габаритные размеры датчика П{81 этом не увеличиваются.

На фиг. 1 изображен датчик, . вид; на utr, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устрс ство содержит маяшик 1, поп встаенвый на шарнирной крестовине 2, которая осью, перпендикулярной к оси о спечивает съем информации об углах и направлении наклона во всем аиапазоне измерений 2 , Недостатком этого устройства являет5. ся то, что оно не обладает достаточно

поовеса маятника, эешрешюна в подшипниках стоек 3, принадлежащих промежуточней обечайке 4, опирающейся на кольцевой выступ корпуса 5. В нкжией части маятника закреплена крестовина 6с ферромагнитными сердечниками 7, распо поженными в двух взаимно перпендикуляр ных плоскостях и взаимодействующими с катушками 8 индуктивности, закрепленными в нижней части о бечайки 4. Между сердечником и внутренней псюеркностью катушки, образующих преобразователь угла наклона в электрический сигнал, устан шлен зазор, равный ходу маятника ва этом радиусе при максимальном заданном угле наклова. Ввсвоаы от катушек пошшктчены S штепсельному разъему 9, внутренний обьем .оатчикЗа закрывается ушютаитальвой накидвой гайкой 10. Тор4Ж1альвый поплавок 11 закреплен на . 12, првсоеавненной к высту оам ооввеса маятаика.

Устройство работает Следующем

; При наклонах сооружения, что имеет место Щйх взрыве или землетрясении, корпус закрепленного на нем устройства также наклоняется, на тот же угол и

ПЛОСКОСТИ наклона отклоняется и мёмтник. Сердечники, закрепленные в нижней чао тя мвятнш(а, измеряют свое расположение относительно своих катушек, а электричео .кий сигнал, полученный на выходе катушек,

10 соединенных попарно по дяфференцибшьной схеме пропорционален перемешению сердечника, а следовательно, и углу наклона. Следует заметить,, что индуктивность катушек, сердечники в которых перемешаюпf5 ся поперек оси катушек, практически не взменякугся, и сигнал на етих катушках не регистрируется. Аналогичная картина, наблюдается и в плоскости, перпендикум лярвой описанной.

20

Положительный эффект преалагаемого

датчика закпю ается в псжьпаении пороговЫ чувствительности на 2О-25%.

фи1,1

10

/

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА СЖЪЕКТА В ы ,... ДВУХ 133АИМНО ПВРПЕНДИКУЛЯРНЫХ ПЛОСКОСТЯХ, содержащее полностью погружешЕый в жвдкость и подвешенный свободно на шарнирной крестовине маятник, в нижней части которого размешены ферромагнитные сердечники, взаимодействующие с преобразователями угла иаклона в электрический сигнал, отличающееся тем, что, с целью поы 1Шения его пороговой чувствительности, маятник снабжен тороидальным поплавком, горизонтальная ось симметрии которого совмещена с осью подвеса м 1ятника, и жестко закреплен на вем.