Устройство для измерения угла наклона плавучего объекта, преимущественно плавучего крана Советский патент 1981 года по МПК G01C9/22 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА ПЛАВУЧЕГО ОБЪЕКТА. ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ПЛАВУЧЕГО КРАНА

Изобретение относится к области измеритель 1нЬй техники, в частности к устройствам для измерения угла наклона (крена или дифферента) плавучего объекта, преимущественно плавучего крана. Известны устройства для измерения угла наклона плавучего объекта -кренометры, включающие два (кренометр Крылова) или три (кренометр Крылова-Генека) сообщающихся сосуда, заполненных жидкостью 1 . Эти известные кренометры жестко прикрепляют к объекту. При отклонении объекта от : начального горизонтального положения уровень жидкости в сообщающихся сосудах изменяется, и по величине зтого изменения определяют величину угла наклона объекта. Недостатком зтих известных устройств является отсутствие возможности дистанш1онной передачи результатов измерений, так как измерения угла наклона проводят непосредственным наблюдением за уровнем жидкости в одном из сосудов. Между тем необходимость в дистанционной передаче данных о велчине крена является насущной, тем более, что по соображениям получения наибольшей точности чхюбщающиёся сосуды устройства стараются разнести в пространстве на максимально возможное расстояние, например, на плавучих средствах, в частности, ппавкранах, сосуш 1 стараются распопагать у прети воположных бортов плшсредстьа. Известны устройства для измераом креяа, включающие сообщающиеся сосуды, заполненные жидкостью, измерительные преобриователи (датчнкн) и подключенный к их выходам юмернтельный прибор, который может &4П установлен в удобном для обслуживающего персонала месте (например, иа плавкране - рабочем месте крановщика). Измс мпельные пре образователи в устройствах такого типа могут быть выполнены в виде поплавкового измери тельного преобразователя уровня жидкости (2, в внде емкостного измерительного яреобразова теля уровня жидкости (3). Эти устройства не могут быть одаако применены дпя тмереяяя угла наклона плавучего крана, так как оерийво выпускаемые и разрещеиные к примеНоооо лреобразоватеш уровня по условиям зксшогатации (вибрация, ударные нагрузки, повьшюгаые влажность и солесод ржание окружающей qwobi не имеют класса точности выше, чем ,5. При диапазоне измерения от -10 до +10° погреш ность измерения составит ±0,3°, что неприемлиМО для плавкранов, для которых точность опре деления углов крена должна находиться в пределах +0,1-0,15°, Известны устройства с измерительным преобразователем уровня в виде электрода, перемещаемого шаговым двигателем вслед за перемещением уровня жидкости в сосуде, при .этом шаг электрода должен быть меньше или равен допускаемой погрешности измерения 4 Однако, в связи с тем, что скорость измерения крана на плавкранах может достигать 20{ количество шагов электрода может быть до 200 в 1 мин. Такое же количество раз должен включиться и выключиться шаговый двигатель. В таком режиме ни один из существующих двигателей не может длительно и надежно работать. Ближайшим по технической сущности к изобретению является устройство для измере- . ния крена с измерительным преобразователем уровня в виде подпружиненного груза, погруженного в жидкость 5. Однако в судовых условиях наложение вибрации и ударных нагрузок вызывают переме щение подпружиненного груза и, следовательно дополнительную погрешность в измерении. Целью изобретения является повышение точ ности и безопасности эксплуатации объекта в неблагоприятных условиях. Цель изобретения достигается тем, что в устройстве для измерения угла наклона плавучего объекта, преимущественно плавучего крана содержащем выполненные симметрично сообщающиеся сосуды, заполненные жидкостью, измертгельные преобразователи и подключенный к их выходам измерительный прибор, измерительные преобразователи выполнены в виде четырех попарно соединенных дифманометров, установленных на сообщающихся сосудах, при этом камера меньшего давления первого в пар дифманометра соединена с полостью сосуда в его верхней части, камера большего давления второго в паре дифманометра соединена с полостью того же сосуда в его нижней части, каждая пара дифманометров соединена друг с другом и с полостью сосуда в его середине, выходы дифманометров в каждой паре соедин ны по схеме сложения сигналов, а выход пары дифманометров одного из сосудов соединен с выходом пары дифманомет|ров другого сосуда по схеме сравнения сигналов. На фиг. 1 показана схема устройства для измерения угла наклона; на фиг. 2 - вариант подключения измерительного прибора к дифманометрам с реостатным выходом. Устройство для измерения угла наклона бъекта состоит из сосудов 1, 2, заполненных идкостью и соединенных трубой 3, дифманометрйв 4, 5, 6, 7. Камера меньшего давления дифманометра 4 подключена трубой 8 к верхней части сосуда 1, камера большего давления дифманометра 4 подключена трубой 9 к середине сосуда 1. Камера меньшего давления дифманометра 5 подключеиа трубой 10 к середине сосуда 1, а камера большего давления - трубой 11 к нижней части того же сосуда. Дифманометры 6, 7 подключены к сосуду 2 трубами 12, 13, 14, 15 аналогично дифманометрам 4, 5. Реостатные выходы 16, 17 дифманометров 4,5 соединены по схеме сложения сигналов указанных дифманометров так же, как реостатные выходы 18, 19 дифманометров 6, 7. К выходам пар дифманометров 4, 5 и 6, 7 по схеме сравнения сигналов подключен показывающий прибор 20. Устройство работает следующнм образом. При отсутствии наклона объекта уровень жидкости в сосудах 1, 2 одинаков и находится посередине указанных сосудов (изображен сплошной линией). На дифманометры 5, 7 воздействует максимальный перепад давления, на дифманометры 4, 6 - минимальный, при этом с реостатных выходов 17, 19 дифманометров 5,7 снимается максимальный сигнал, а с реостатных выходов 16, 18 дифманометров 4, 6 - минимальный. Суммарный сигнал от дифманометров 4, 5 и суммарный сигнал от дифманометров 6, 7 равны между собой. При появлении наклона объекта жидкость начинает перетекать из одного сосуда в другой, например, из сосуда 1 в сосуд 2. Установившийся уровень жидкости (показан на фиг. 1 пунктиром) в сосуде 1 будет меньше, чем в сосуде 2. При этом суммарный сигнал от днфманометров 4, 5 будет меньше, чем суммарный сигнал от дифманометров 6, 7. Показывающий прибор 20, включенный по схеме сравнения сиг-, налов с реостатных выходов 16, 17 и 18, 19 дифманометров 4, 5 и 6, 7 выдаст показание, пропорциональное наклону объекта. В связи с тем, что каждый дифманометр имеет диапазон измерения, равный половине общего диапазона, погрешность измерения наклона объекта составит J-, т. е. вдвое меньше, чем при измерении одним прибором.При изменений уровня жидкости в сосудах 1, 2 из-за температурного расширения, наличия испарения и утечек жидкости сигнал с каждой пары дифманометров 4, 5 и 6, 7 изменится на одну и ту же величину, и поэтому не изменится сигнал на показывающем приборе 20, включенном по схеме сравнения суммарных сигналов с дифманометров 4, 5 и дифманометров 6, 7.

Применение предлагаемого устройства увеличит безопасность эксплуатации устройства при неблагоприятных условиях и повысит точность иэ.мерения угла наклона.

Формула изобретения

Устройство для измерения угла наклона плавучего объекта, преимущественно плавучего крана, содержащее выполненные симметрично сообщающиеся сосуды, заполненные жидкостью, измерительные преобразователи и подключенный к IOC выходам измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и безопасности эксплуатации объекта в неблагоприятных условиях, измерительные преобразователи выполнены в виде четырех попарно соединенных дифманометров, установлеиных на сообщающихся сосудах, при этом камера меньщего давления первого в паре дифманометра соединена с полостью сосуда в его верхней части, камера больщего давления второго

в паре дифмаиометра соедннша с пожхгтью того же сосуда в его нижней части, каждм пара дифманометров соединена друг с другом я с полостью сосуда в его середине, выходы дифманометров в каждой паре соединены по схеме сложения сигналов, а выход пары дифманометров. одного из сосудов соединен с выходом пары дифманометров другого сосуда по схеме сравнения сигналов.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертиз

5 кл. G 01 С 9/22, 03.09.64.

5.Авторское свидетельство СССР № 417683, кл. G 01 С 9/22, 13.03.72 (прототип).