Двухкоординатный датчик угла наклона Советский патент 1988 года по МПК G01C9/06 

.70. -4U©

СЛ С

4;;

00 ел D 4

вниз, вдоль ребер пирамиды размещена система сообщающихся трубок 3, частично заполненных непрозрачной жидкостью 4. Трубки 3 вьтолнены в виде оптических разделительных фильтров с различными длинами волн пропускания. Световой поток от источника света 13 поступает через конденсор 10 на ампулу 2. При этом часть светового потока поглощается гранями 5 ампулы 2 н непрозрачной жидкостью 4, а часть светового потока, проходя через прозрачные участки трубок 3 и разделительные фильтры, попадает на конденсор 11, на котором он собирается, фокусируется и поступает к фотоприемни- кам 15, 16, 17, 18, причем на каждый фотоприемник поступает свет определенной длины волны. При изменении угла наклона датчика происходит перераспределение уровня непрозрачной жидкости в трубках 3, что изменяет интенсивность световых потоков и приводит к изменению электрических сигналов на фотоприемниках 15, 16, 17, 18. 2 ило

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к средствам измерения углов наклона объектов, и позволяет повысить надежность измерений. Устройство содержит корпус 1, внутри которого размещена ампула 2 в форме полой с боковыми непрозрачными стенками четырехгранной пирамиды, ориентированной вершиной

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для определения положения объектов, и может быть использовано в геодезии, строительства, в транспортных средствах и для работы в условиях повышенной пожаро- и взрыво- опа сностио

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг.1 представлена общая схема дaтчикai на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Датчик содержит корпус 1, внутри которого размещен измерительный узел в виде ампулы 2, выполненный в форме полой четырехгранной пирамиды, обращенной вершиной вниз, вдоль ребер которой размещена система сообщающшсся трубок 3, частично закрепленных непрозрачной жидкостью 4, а боковые грани 5 пирамиды выполнены непрозрачными, причем поверхности сосудов, расположенных на боковых ребрах ампу- лы- 2, выполнены в виде оптических разделительных фильтров 6-9 с различными длинами волн пропускания. С обеих сторон ампулы 2 размещены первый и второй конденсоры 10 и 11, один из которых оптически связан через первьш светодиод 12 с источником 13 света, а другой через второй световод 14 - с фотоприемниками 15-18, злектрргчески связанными с регистратором 19. Перед фотоприемниками 15-17 установлены частотно-селективные фильтры 20-22, согласованные с тремя из оптических

Q

5

разделительных фильтров 6-9. Элементы 11, 14-22 составляют блок обработки.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от источника 13 света поступает по световоду 12 в к конденсор 10, который формирует параллельный пучок света, Который попадает на ампулу 2. Часть светового потока поглощается непрозрачными гранями 5 ампулы и непрозрачной жидкостью 4, а часть светового потока проходит через прозрачные участки сообщающихся сосудов 3 и попадает на конденсор 11. Так как сосуды, расположенные на боковых ребрах ампулы 2, выполнены в виде оптических разделительных фильтров 6-9, пропускающих свет только определенной длины волны, например фильтр 6 пропускает свет с длиной волны -Д, а другие отражает, фильтр 7 - А, фильтр 8 - А, , фильтр 9 - Х4 конденсор 11 поступает световой поток, состоящий из света с длинами волн Д, Л-j., Аз 4 причем интенсивность каждой со1;тавляющей по длине волны светового потока будет зависеть от площади светопропускающей части каждого из фильтров 6-9, которая зависит от положения непрозрачной жидкости 4 в сосудах ампулы 2.

Ко1щенсором 11 световой поток собирается и фокусируется на входном торце световода 14, по которому поступает к фотоприемникам 15-18. Так как на пути светового потока, выхо 1

дящего из световода 14, размещены частотно-селективные фильтры 20-22, которые отражают свет с определенной длиной волны, а с другими пропускают то на каждый фотоприемник поступает свет только определенной длины волны например частотно-селективный фильтр 20 отражает свет с длиной волны ., , а свет с длинами волн h, Л А 4 пропускает, фильтр 21 отражает свет с длиной волны , ас длинами волн Ai,, Л4 пропускает, фильтр 22 отражает свет с длиной волны -Д, , а с пропускает. Таким образом, на фотоприемник 15 будет поступать свет только с длиной волны /Д,, на фотопри емник 16 - только А и т.д. При вертикальном положении датчика непрозрачная жидкость 4 равномерно заполняет все сооб1цаюпа1еся сосуды 3 и в результате площади светопропускающих частей фильтров 6-9 будут равны, а фотоприемники 15-18 будут вырабатывать одинаковые сигналы, При изменении угла наклона датчика происходит перераспределение уровня непрозрачной жидкости в сосудах 3, что приведет .к изменению интенсивностей световых потоков, проходящих через фильтры 6-9, за счет изменения их свето- пропускающей площади. Это приведет к изменению электрических сигналов, формируемых каждым фотоприемником ;5-18.

Информация о величине угла наклона и направлении наклона получается в результате сравнительной комплексной оценки электрических сигналов , осуществляемой регистратором 19,

Датчик позволяет решить задачу дистанционного измерения угла наклона и направления угла наклона в произвольном направлении к корпусу датчика. Отсутствие электрической связи датчика за счет передачи информации и подвода излз Т1ения по линиям оптической связи дает возможность исполь0 зовать его в тех случаях, когда требуется обеспечить пожаро- и взрыво- опасность.

Формула изобретения

5 Двухкоординатный датчик угла на- клонсГ содержащий непрозрачный корпус, измерительный узел, частично контактирующий с рабочей жидкостью, и блок обработки, отличаюQ щ и и с я тем, что, с целью повьше- ния надежности, измерительньй узел выполнен в виде сообщающихся трубок, расположенных по ребрам четьфехгран- ной равнобедренной пирамиды с непро25 зрачными боковыми гранями, обращенной вершиной вниз, над измерительным узлом последовательно установлены введенные источник света, первый свето од и первый конденсор, рабочая жид30 кость выполнена непрозрачной и размещена внутри трубок, расположенных по боковым ребрам пирамиды и выполненных в виде разночастотных разделительных фильтров, а блок обработки выполнен в виде расположенных под измерительным узлом второго конденсора, второго световода, четырехступенчатого частотно-селективного фильтра с соответствующими фотоприемниками, согласованного с разделительныьш фильт35

40

рами, и регистратора.

Фиг. 2.