Активный проходной датчик Советский патент 1989 года по МПК G01B21/00 

1 1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при монтаже и контроле крупногабаритного оборудования и остаст- ки в строительстве, судостроении, авиастроении и других отраслях промышленности, преимущественно с лазерными средствами измерений.

Цель изобретения - повышение точности и производительности путем выполнения целевого знака в виде заполненной жидким кристаллом капсулы и исключения механического перемещения датчика.

На фиг.1 изображен датчик, общий вид в разрезе; на фиг.2 - то же, вид снизу; на фиг.З - схема подключения фоторезисторов в мост, соединенный с гатьванометром; на фиг.4 - расположение датчиков по, длине изделия; на фиг.5 - блок дистанционного кнопочного управления.

Датчик содержит корпус 1, размещенный в нем целевой знак, выполненный в виде оптически прозрачной заполненной жидким кристаллом капсулы 2, образованной склеенными полиэтиленовой прокладкой 3 двумя стеклами 4 с электродами 5, первую 6 и вторую 7 пару фоторезисторов, размещенных соответственно с возможностью углового перемещения в пазах 8 четырех гаек 9, предназначенных для крепления капсулы 2 к корпусу 1.

Каждая пара фоторезисторов 6 и 7 размещенных в закрепленных диаметрально противоположно гайках 9, подключена в первьй и второй мосты, кадый из которых состоит из резисторо 10 и 11 и потенциометра 12. В диаго нале каждого моста включен гальванометр 13. На корпусе 1 датчика установлен светозащитный телескопически кожух 14. При сборке крупногабаритного изделия 15 (фиг.4) устанавливается кожух 14. При сборке крупногабаритного изделия 15 (фиг.4) устанавливается ряд активных проходных датчиков 16, 17, 18, 19 и так далее оптически связанных с лазером 20. Для управления каждым из датчиков предусмотрено кнопочное дистанцио- ное управление.

Электроды 5 соединены с источником постоянного тока (не показан) и кнопочным дистанционным управлением. Кнопки 21-24 принадлежат датчикам 16-19. Для точной установки пят

0

5

0

5

0

5

0

5

на луча лазера 20 каждого датчика 16-19 также предусмотрено дистанционное кнопочное управление. Кнопки 25- 28 двойного действия соединены с мостами.

Датчик работает следующим образом.

Датчики жестко крепятся перед сборкой крупногабаритного изделия. С помощью дистанционного управления подают напряжение на каждый мост датчиков 16-19 и включают лазер 20. Луч света, проходя через жидкий кристалл, рассеивается и попадает на фоторезисторы (чувствительность фоторезисторов зависит от угла их расположения, поэтому фоторезисторы установлены с возможностью углового перемещения). Световой поток изменяет сопротивление пар фоторезисторов 6 и 7, что приводит к разбалансиров- ке мостов. В этом случае стрелки гальванометров 13 отклонены от среднего (нулевого) положения, пятно луча лазера также находится в стороне от точки пересечений осей X и У (пятно луча изображено штрих-пунктирными линиями, фиг.1). С помощью потенциометров 12 стрелки гальванометров 13 устанавливают в нулевые положения, что соответствует точному расположению пятна луча относительно осей X и У (точность установки пятна луча достигает до 0,2 мм).

После балансировки датчиков 16-19 с помощью дистанционного управления подается напряжение на электроды 5 первого датчика 16. За счет свойства динамического рассеяния жидкого кристалла среда становится молочно- мутного цвета и пятно луча задерживается на первом датчике 16.

Если смещение изделия происходит по оси X, то в зависимости от полярности сигнала можно определить уход трубы от оси, выставленной лазерным невелиром, вправо или влево. Если смещение происходит по оси У, то можно контролировать уход труб вверх или вниз по отклонению стрелок гальванометров 13, включенных в диагональ мостов. Таким образом оператору необходимо, чтобы при проведении сварочных работ стрелки гальванометров (на каждый датчик их по два) находились на нуле. Сделав отметку на собираемом изделии 15 на первом участке контроля, кнопкой 21 отключают напряжение с электродов 5 дат

3-

чика 16. В этом случае среда становится совершенно прозрачной и луч света проходит к датчику.

Переход от первого датчика к второму и так далее осуществляется за счет свойства датчика изменять свою прозрачность под действием приложенного напряжения. Затем процесс измерений повторяется без механического перемещения датчика.

Вследствие того, что в датчике применяются фоторезисторы с определенной диаграммой направленности, то угловое перемещение их осуществляется перед измерением по наибольшему сигналу в момент нахождения пятна лазерного луча в центре датчика и фиксируется. Это позволяет создать одинаковые условия для каждого фоторезистора с учетом, что и характеристики их одинаковы.

Применение фоторезисторов и измерительной аппаратуры позволяет увеличить точность собираемого изделия до 0,2 мм, а дистанционное управление - увеличить производительность сборки на 20,5%. Формула изобретени

Активный проходной датчик, содержащий базирующие элементы и целевой

0

5

0

знак, связанный с базирующими элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля, он снабжен N целевыми знаками, каждый из которых выполнен в виде заполненной жидким кристаллом капсулы с двумя электродами, размещенной в корпусе со светозащитным кожухом, двух пар фоторезисторов, размещенных с возможностью углового перемещения в пазах двух диаметрально расположенных гаек для крепления капсулы к корпусу соответственно в двух взаимо- перпендикулярных направлениях, двух электрических мостов, каждый из которых состоит из первого и второго резисторов, включенных соответственно в первое и второе рабочие плечи, потенциометра, включенного в первое и второе измерительные плечи, и гальванометра, включенного в диагональ моста, блоком дистанционного управ- ления, выходы которого связаны с входами питания мостов и электродами каждого из N целевых знаков, фото- резисторы каждой из пар включены последовательно с резисторами соответствующего моста каждого из целевых знаков.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности и производительности контроля путем выполнения целевого знака в виде заполненной жидким кристаллом капсулы и исключения механического перемещения датчика. Датчик содержит состоящую из прокладки 3, двух стекол 4, электродов 5 капсулу 2 заполненную жидким кристаллом. Капсула 2 прикреплена к корпусу 1 гайками 9 с пазами 8, в которые установлены две пары фоторезисторов 6,7 с возможностью их углового перемещения. Каждая пара фоторезисторов 6,7, расположенная на оси X и У, подключена в мосты. Мост содержит резисторы, потенциометр и гальванометр. Пятно луча лазера на капсуле точно устанавливается по нулевому положению стрелки гальванометра. На корпусе 1 установлен светозащитный телескопический кожух. Электроды 5 соединены с источником питания и кнопочным дистанционным управлением. Датчик включается кнопкой, дистанционного управления. За счет свойства динамического рассеяния жидкого кристалла луч лазера задерживается на датчике. По фиксируемой гальванометром разбалансировке моста в плечо которого включен датчик, определяется смещение изделия вдоль осей X и У, затем датчик отключается. Процесс измерений повторяется при включении последующих датчиков. 5 ил.

/J

Фиг. 2

11

Фиг.3

(L

и zz гз 24 ./ / / /

/wv

Фие.$

Редактор И.Дербак

Составитель О.Несова

Техред Л.Олийнык Корректор М.Пожо

Заказ 1881/37

Тираж 683

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина,101

б

Фиг.Ц

Подписное