Держатель ультразвукового преобразователя Советский патент 1984 года по МПК G12B9/10 

to

со

О5

ел

со

Изобретение относится к измерительной технике и может быть.использовано в гидрометрии при измерении средней скорости течения воды в реке.

Известен держатель ультразвукового преобразователя,, содержащий основание в виде балки, на котором неподвижно укреплен ультразвуковой преобразователь Л.

Однако такой держатель, являясь стационарным, не может быть использован в экспедиционных условиях и не обеспечивает фиксированного перемещения преобразователя.

Наиболее близким к предложенному Является держатель ультразвукового преобразования, содержащий опору, фиксатор, отсчетный механизм и подвижное основание ультразвукового преобразователя с визиром и уровнем. Фиксатор расположен на основании, которое выполнено с возможностью перемещения по вертикали. Кроме того, преобразователь установлен на основании с возможностью вращения вокруг трех взаимноперпендикулярных осей 2.

Данный держатель выполнен переносным, что теоретически дает возможность измерения скорости течения воды в экспедиционных условиях в любом горизонтальном отсеке реки с пологими берегами, однако на практике это удается сделать только в зимНий период года при наличии ледяного покрова, когда измерение можно производить с поверхности льда. В летний же период при отсутствии ледяного покрова такие измерения можно производить только на небольщих речках при наличии одного горизонтального отсека, что ограничивает функциональные возможности известного держателя.

Цель изобретения - расщиренпе функциональных возможностей.

Для достижения цели в держатель ультразвукового преобразователя, содержащий опору, фиксатор, отсчетный механизм и подвижное основание с визиром и уровнем, введены три ролика с тросом, привод первого ролика, две винтовые пружины, планка и угломер, при этом опора выполнена в виде направляющей с боковыми Г-образными упорами и закругленным нижним концом, основание выполнено в виде каретки с двумя осями и двумя парами колес, расположенных на соответствующих осях вместе с концами спиральных пружин, между другими концами которых размещена планка, первый ролик расположен на закругленном конце направляющей, на противоположном конце которой расположен второй ролик с размещенным на нем отсчетным механизмом, а третий ролик - на каретке, причем один конец троса соединен с кареткой, а другой - с планкой, а угломер и фиксатор размещены на направляющей.

На фиг. 1 приведен держатель ультразвукового преобразователя, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема, поясняющая процесс перемещения ультразвукового преобразователя вдоль держателя; на фиг. 4 - каретка, вид сбоку; на фиг. 5 - вид Б на фиг. 4.

Держатель ультразвукового преобразователя содержит (фиг. 1) направляющую 1, каретку 2 с осями 3 и колесами 4, на которой размещен ультразвуковой преобразователь 5, с возможностью вращения вокруг трех взаимно перпендикулярных осей 6 (фиг. 4 и 5). Преобразователь 5 стопорится винтами 7. С помощью кабеля 8 он соединен с приемопередатчиком 9. На каретке 2 установлен также уровень 10 и визир 11. Колеса 4 контактируют с боковыми Г-образными упорами 12 направляющей 1 (фиг. 2). На осях 3 расположены винтовые пружины 13. Держатель содержит также ролики 14

и 15, установленные соответственно в верхней и нижней частях направляющей 1, планку 16, соединяющую наружные концы пружин 13, ролик 17, установленный на каретке 2, трос 18, механизм 19 перемещения

ролика 14, привод 20, угломер 21 и отсчетный механизм, включающий щкалу 22 и стрелку 23 (фиг. 3). Механизм 19 содержит

винт 24, скобу 25 и гайку 26. Угломер 21 может быть выполнен в виде транспортира 27, уровня 28 и указателя 29. Направляющая 1, которая может быть выполнена разборной, снабжена фиксатором 30.

Устройство работает следующим образом.

Для установки держателей в рабочие положения на противоположных берегах реки выбирают такие места, где дно берега имеет достаточный уклон порядка 40-70°, после чего направляющую 1 опускают в воду и закрепляют ее посредством фикса0 торов 30, затем, установив, уровень 28 в горизонтальное положение, измеряют с помощью угломера 21 угол , т. е. угол наклона направляющей 1 к горизонту.

Затем с помощью привода 20 устанав5 ливак)т каретку 2 в верхнее положение, после чего ослабляют контрящие винты 7 и посредством уровня 10 и визира 11 ориентируют ультразвуковой преобразователь 5 и вновь закрепляют винты 7. Затем опускают Q ультразвуковой преобразователь 5 до уровня воды и отмечают при этом положение стрелки 23 по отнощенню к щкале 22 на ролике 14, приняв его за нуль отсчета, после чего улььтразвуковой преобразователь 5 опускают в воду на фиксированную глу5 бину. Делают это в следующей последовательности (как в данном случае, так и при других перемещениях каретки, о которых упоминалось ранее).

Вращая винт 24, поднимают гайку 26, BBepjf, натягивая таким образом трос 18, конец которого оттягивает концы пружин 13 вверх, снимая тем самым со стопора каретку 2, после чего, вращая ролик 14 с помощью привода 20, опускают каретку 2 с ультразвуковым преобразователем 5 на заданное число делений по щкале 22 (число делений определяют с учетом измеренного ранее угла jB ). Затем, поворачивая винт 24 в обратную сторону и уменьшая натяжение троса 18,- фиксируют положение каретки.

Для предотвращения проскальзывания троса 18 по роликам 14 и 15 при перемещении расторможенной каретки 2 необходимо выполнение условия

(1).

где Т - натяжение троса;

Р - окружное усилие на ролике 14 или 15;

f - коэффициент трения между тросом 18 и роликом 14 или 15;

оС - угол охвата ролика тросом;

К - коэффициент запаса.

/

Для предотвращения самопроизвольного опускания расторможенной каретки

под действием собственного веса необходимо выполнение условия

2М,.Мвр; Mr yMjUTd; Мбр G.,(2) где /AT момент трения в оси ролика 14

или 15;

Мер -вращающий момент ролика; Т -натяжение троса; jU. -коэффициент трения скольжения; ct -диаметр оси ролика 14 или 15; D -диаметр ролика; Q -вес каретки 2.

Таким образом, предлагаемый держатель позволяет в отличие от известных производить размещение ультразвукового преобразователя в заданной точке потока на определенной глубине, жесткую фиксацию ультразвукового преобразователя, не допускающую даже малейщего его сдвига, а также перемещение ультразвукового преобразователя с одного уровня реки на другой. При этом возможна взаимная ориентация .ультразвуковых преобразователей.

Это, в свою очередь, обеспечивает расщирение функциональных возможностей держателя ультразвукового преобразователя в экспедиционных условиях при проведении гидрогеологических изысканий.

fui1

/I-А

/J . й;г.2

П

ПФиг.5 8идб

7

игЛ

ai.5

ДЕРЖАТЕЛЬ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащий опору, фиксатор, отсчетный механизм и подвижное основание с визиром и уровнем, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены три ролика с тросом, привод первого ролика, две винтовых пружины, планка и угломер, при этом опора выполнена в виде направляющей с боковыми Г-образными упорами и закругленным нижним концом, основание выполнено в виде каретки с двумя осями и двумя парами колес, расположенных на соответствующих осях вместе с концами спиральных пружин, между другими концами которых размещена планка, первый ролик расположен на закругленном конце направляющей, на противоположном конце которой расположен второй ролик с разI мещенным на нем отсчетным механизмом, (Л а третий ролик - на каретке, причем один конец троса соединен с кареткой, а другой - с планкой, а угломер и фиксатор размещены на направляющей.