Устройство для измерения перемещений Советский патент 1980 года по МПК G01B13/02 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при индикации положения элементов гидротехнических сооружений, частей химических и атомных реакторов, механизмов и устройств подводного строительства и промысла, которые периодически устанавливаются из некоторого центрального положения в периферийные, и обратно.

Известно устройство для контроля положения объекта, состоящее из струйного датчика сопло-сопло с неподвижными и соосными соплами и экрана, расположенного между соплами с возможностью перемещения относительно сопел. Экран, будучи присоединенным к телу, положение которого измеряется, перемещаясь перпендикулярно оси сопел в пределах диаметра струи взаимодействует с последней рабочей кромкой. При этом изменяется давление в приемном сопле, которое является выходным сигналом и, таким образом, мерой перемещения экрана, соединенного с перемещаемым телом 1.

Недостатком известного датчика является то, что он может служить указателем положения перемещаемого тела только в

одной точке (в месте размещения струйного датчика сопло-сопло).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения перемещений, содержащее неJ подвижные датчики типа сопло-сопло и расположенный между ними подвижный нормально осям датчиков экран 2.

При перемещении экрана вдоль линии положения осей датчиков рабочие кромки экрана взаимодействуют со струями датчиков, подавая сигнал положения рабочей кромки экрана и перемещаемого .тела относительно точки установки датчика в пределах измерительного диапазона устройства. Однако известное устройство позволяет контролировать смещение объекта только по

15 прямой.

Целью изобретения является расщирение функциональных возможностей устройства, а именно обеспечение возможности контроля перемещений при отклонениях 20 объекта от основного направления перемещения.

Эта цель достигается за счет того, что 4п + 2 датчика расположены равномерно по окружности, один центральный датчик - в ее центре, а остальные 4п датчиков - равноотстоящими друг от друга п рядами симметрично относительно оси устройства, проходящей через центр окружности и пару датчиков на окружности, расстояния между датчиками в каждом ряду равны между собой и расстояниям расположенных на окружности и соответствующих этому ряду датчиков от оси устройства, а экран выполнен в виде осесимметричной ступенчатой расширяющейся от торцовой грани пластины с п ступенями, у которой торцовая грань выполнена перпендикулярной оси устройства, а боковые грани - параллельными этой оси, щирина каждой ступени выполнена равной расстоянию между датчиками ряда, соответствующего данной ступени, а длина ступени - расстоянию вдоль оси устройства между датчиками на окружности, соответствующими данным ступени к ряду датчиков. Устройство снабжено 4(п + 1) датчиками на окружности, два из которых размещены на диаметре, нормальном оси устройства, и соответствующими этим двум датчикам дополнительным рядом и дополнительной ступенью экрана. На фиг. 1 показано устройство, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Устройство для измерения перемещений содержит две параллельных плиты 1 и 2 и экран 3. В плите 1 размещены напорные сопла 4 5, 6, 7, а в плите 2 - приемные сопла 8, 9, 10, 11, 12 и 13, соосные соответствующим напорным соплам. Пара сопел, расположенных на одной оси, образует датчик. 1 датчик в составе сопел 6 и 11, 12 расположен в центре окружности, 4п(на чертеже 4x3 12 датчиков) в том числе в составе сопел 5, Ни 7, 13 расположены равномерно по окружности, и еще 4п датчиков в том числе в составе сопел 4, 8 п рядами (на чертеже тремя рядами) симметрично относительно оси 00, проходящей через центр окружности и пару датчиков в составе сопел 5, 11 и 7, 13 на окружности. Расстояния п ,, п j, п 3 между датчиками в каждом ряду равны между собой и расстояниям соответствующих датчиков, расположенных на окружности от оси, проходящей через ее центр. Экран 3 выполнен в виде осесимметричной ступенчатой расщиряющейся от торцовой грани пластины с п ступенями (на чертеже тремя ступенями). Боковые грани экрана параллельны оси симметрии пластины. Ось симметрии пластины на фиг. 2 совпадает с осью 00. Торцовая грань пластины перпендикулярна оси 00. Ширина п i, п а, Пз каждой ступени равна расстоянию между датчиками соответствующего ряда, а длина 1 ступени - рас стоянию между рядами датчиков. Экран 3 скреплен с контролируемым объектом 14. Устройство работает следующим образом. В напорные сопла 4-7 под давлением подается жидкость, которая частично поступает в приемные сопла 8-13. Величины давления в приемных сопЛах (выходные сигналы) определяются степенью разообщения рабочими кромками экрана напорных сопел датчиков от приемных и по сравнению с давлением в напорных соплах условно равны величинам 1; 0,5; 0. При среднем положении контролируемого объекта 14 в приемных соплах 8, 9, 10 и 12 сигналы равны 0,5, поскольку торцо; вая и боковые грани пластины наполовину разобщают напорные и приемные сопла датчиков. При перестановке объекта 14 вдоль оси 00 указателя в правое периферийное положение сигналы в соплах 12 и 13 изменяются: в сопле 12 от 0,5 до О, а в сопле 13 от 1 до 0,5. При перестановке объекта 14 из центрального положения вдоль оси 00 в левое периферийное положение сигнал в сопле 12 изменяется от 0,5 до 1, а в сопле 11 от О до 0,5. Сигналы в соплах 8, 9 и 10 остаются неизменными и равными 0,5 при отсутствии перекосов и сдвигов объекта 14. При наличии перекосов и сдвигов объекта 14 сигналы в соплах 9, 8 и 10 отклоняются от величины 0,5. Степеньотличия сигнала от значения 0,5 характеризует величину сдвига и (или) перекоса, а знак этого отличия указыьает на направление сдвига и (или) перекоса. При перемещении контролируемого объекта 14 из центрального положения по какойлибо прямой, не совпадающей с осью 00, также происходит смена сигналов. Перемещение объекта 14, например, влево вверх (см. фиг. 2), приводит к смене сигналов в соплах 8, 9 и 10. Сопла, расположенные выще оси 00, будут последовательно перекрываться экраном, а сопла, расположенные ниже оси 00, наоборот открываться. Для более точного контроля перемещения объекта 14 из центрального положения целесообразно применение одновременно двух описываемых устройств, прикрепленных к противоположным концам контролируемого объекта. Формула изобретения 1. Устройство для измерения перемещений, содержащее неподвижные датчики типа сопло-сопло и расположенный между ними подвижный нормально осям датчиков экран, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, 4п + 2 датчика расположены равномерно по окружности, один центральный датчик - в ее центре, а остальные 4п датчиков - равноотстоящими друг от друга п рядами симметрично относительно оси устройства, проходящей через центр окружности и пару датчиков на окружности, расстояния между датчиками в каждом ряду равны между собой и расстояниям расположенных на окружности и соответствующих этому ряду датчиков от оси устройства, а экран выполнен в виде осесимметричной ступенчато расщиряющейся от торцовой грани пластины с п ступенями, у которой торцовая грань выполнена перпендикулярной оси устройства, а боковые грани - параллельными этой оси, щирина каждой ступени выполнена равной расстоянию между датчиками ряда, соответствующего данной ступени, а длина ступени - расстоянию вдоль оси

устройства между датчиками на окружности, соответствующими данным ступени и ряду датчиков.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено 4(п + 1) датчиками на окружности, два из которых размещены на диаметре, нормальном оси устройства, и соответствующими этим двум датчикам дополнительным рядом и дополнительной ступенью экрана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 402690 кл. F 15 С 1/14, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 403884, кл. F 15 В 11/08, 1970-(прототип).