Оптический прибор для определения смещения относительно друг друга отверстий смежных поверхностей

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики и может использоваться при проведении исследований в трансзвуковых аэродинамических трубах, имеющих перфорацию рабочей части. Техническим результатом является создание устройства, позволяющего оперативно производить измерение смещения отверстий в пластинах панелей перфорации с фиксацией измеренных значений в памяти прибора-компьютера для последующей информационной обработки. Оптический прибор для определения расстояния между смещаемых относительно друг друга отверстий смежных поверхностей, содержащий корпус, состоящий из передней и тыльной сторон, оптическую систему, подсветку, измерительную шкалу, при этом прибор дополнительно содержит установленную в тыльной части корпуса видеокамеру, передняя часть корпуса выполнена цилиндрической с внешним диаметром, равным диаметру отверстий ближней к прибору поверхности, а оптическая система содержит набор линз для формирования четкого изображения измеряемых отверстий на видеокамере. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики и предназначено для использования при проведении исследований в трансзвуковых аэродинамических трубах (АДТ) имеющих перфорацию рабочей части.

Исследования в аэродинамических трубах в области трансзвуковых скоростей, характеризуются особенностями взаимодействия потока и испытуемой модели в рабочей части трубы, имеют конечной целью получение аэродинамических характеристик, учитывающих влияние факторов, приводящих к искажению течения воздушного потока около модели в рабочей части по сравнению с обтеканием свободным потоком. К наиболее существенным из таких факторов относятся влияние стенок рабочей части АДТ. Наиболее наглядно эти факторы можно рассмотреть на примере аэродинамической трубы ФГУП «ЦАГИ» Т-128. При обтекании модели летательного аппарата потоком воздуха в рабочей части 1, модель 2 (Фиг. 1) оттесняет поток во внешние стороны к стенкам рабочей части АДТ, возмущения потока, создаваемые этой моделью, отражаются от стенок рабочей части, что препятствуют моделированию свободного обтекания. В аэродинамической трубе ФГУП «ЦАГИ» Т-128 для исключения влияния этих факторов, стенки рабочей части 1 (Фиг. 1) оснащены регулируемой перфорацией в виде круглых отверстий 5 (Фиг. 2а), что в отличие от большинства других аэродинамических установок, дает возможность управлять течением воздушного потока с целью минимизации влияния стенок рабочей части (РЧ) на обтекание модели. Стенки рабочей части 1 собраны из набора перфорированных секций-панелей, каждая из которых представляет собой две перфорированных пластины - внутренние 3 и внешние 4, примыкающие к рабочей части, с системой круглых парных отверстий 5 и 6. Внешние панели 4 способны перемещаться относительно внутренних 3 в продольном направлении (Фиг. 2а, Фиг. 3а, Фиг. 4а), изменяя площадь перекрытия отверстий в панелях и тем самым изменять величину расхода потока через отверстия (Фиг. 2б, Фиг. 3б, Фиг. 4б).

Так как исследуемые модели имеют различные формы и размеры, то и картины взаимодействия потока и моделей различны. Поверхность стенок рабочей части АДТ разделена на большое количество секций-панелей регулируемой перфорации, что позволяет установить необходимую степень проницаемости в различных зонах поверхности рабочей части и обеспечить равномерный поток в зоне расположения модели и минимальное влияние стенок рабочей части на обтекание моделей ЛА. Величина перекрытия отверстий перфорации у различных секций-панелей может изменяться для обеспечения заданной проницаемости стенок в различных местах рабочей части АДТ. Эту величину, выраженную в процентах раскрытия, необходимо контролировать перед началом эксперимента и при градуировке панелей перфорации. Решение этой задачи усложняется из-за большого количества отверстий и в некоторых случаях труднодоступности мест их расположения (на внутренних поверхностях рабочей части - на полу, на стенках, на потолке высотой 2.75 метра).

Известно устройство для измерения зазоров между элементами рабочих частей механизмов, расположенными вне зоны визуального наблюдения, представляющее собой клиновой щуп (патент РФ №117177 от 27.01.2012 г.), содержащим основание, наклонную грань со счетной шкалой и боковые грани, пригодное для решения данной задач. Однако устройство также имеет ряд недостатков: затрудненность чтения шкалы при проведении замеров, неточность позиционирования клина в измеряемом отверстии, необходимость использовать внешние источники освещения при снятии показаний и невозможность применения на высоте 2,75 м. без дополнительных средств. Все эти недостатки существенно увеличивают длительность работ по подготовке и проведению эксперимента в АДТ и точность измеряемых величин перекрытий отверстий перфорации секций-панелей.

В настоящее время большое распространение для различного рода измерений, в частности, для линейных и угловых измерений на плоскости, измерения размеров дефектов на поверхности различных изделий, получили измерительные оптические лупы. Известна лупа измерительная с подсветкой Veber MG7173C, 10х, 25 мм. применяемая в метрологических службах, типографиях, медицине, рентгенологии, приборостроении и других областях (https://your-optic.ru/lupi/lupa-izmeritelnaja-s-podsvetkoj-veber-mg7173c--10х--25-mm на 16.09.2020 г.). Точность измерения такой лупой смещения относительно друг друга отверстий смежных поверхностей составляет 0,1 мм. Конструкция лупы, как наиболее близкая к предлагаемому изобретению, принята за прототип.

Устройство лупы включает корпус, состоящий из передней и задней частей, оптическую систему линз, измерительное устройство в виде универсальной шкалы и подсветку с помощью микросветодиодов. К недостаткам устройства относится малая производительность при работе, невозможность применения на высоте верхней поверхности (на «потолке» АДТ) без использования дополнительного оборудования (стремянки, лестницы) при подготовке к проведению эксперимента, невозможность получения и обработки данных измерений в цифровом формате

Задачей и техническим результатом является создание устройства, позволяющего оперативно производить более точное измерение смещения отверстий в смежных пластинах панелей перфорации с фиксацией измеренных значений в памяти прибора-компьютера для последующей информационной обработки.

Задача и технический результат достигаются тем, что оптический прибор для определения смещения относительно друг друга отверстий смежных поверхностей, содержащий корпус, состоящий из передней и тыльной сторон, оптическую систему, подсветку, измерительную шкалу, дополнительно содержит установленную в тыльной части корпуса видеокамеру, передняя часть корпуса выполнена цилиндрической с внешним диаметром, равным диаметру отверстия на ближней к прибору поверхности, а оптическая система содержит набор линз для формирования четкого изображения измеряемых отверстий на видеокамере.

Технический результат также достигается тем, что измерительная шкала выполнена в виде вставки в переднюю часть корпуса.

Технический результат также достигается тем, что подсветка встроена в видеокамеру.

Технический результат также достигается тем, что оптический прибор дополнительно содержит внешний компьютер, соединенный с видеокамерой.

Устройство оптического прибора поясняется Фиг. 5 и Фиг. 6. На Фиг. 5 схематически показана компоновка оптического прибора. На Фиг. 6 изображен вид на измерительную шкалу со стороны видеокамеры.

Устроен предлагаемый прибор следующим образом (см. Фиг. 5). Корпус оптического прибора состоит из передней 8 и тыльной частей 10, оптической системы 9. В тыльной части корпуса установлена видеокамера 11 имеющая встроенную подсветку и оснащенная соединительным кабелем 12 с внешним компьютером (не показан), передняя часть корпуса 8 имеет цилиндрическую форму с диаметром равным диаметру отверстия на ближней к прибору поверхности 3. На конце передней части корпуса 8 выполнена вставка 7 оснащенная измерительной шкалой (Фиг. 6). Между видеокамерой 11 и передней частью корпуса 8 размещена оптическая система 9 содержащая набор линз для формирования четкого изображения на видеокамере измеряемых отверстий на фоне измерительной шкалы, нанесенной на вставке 7, выполненной в передней части корпуса 8.

Работает предлагаемый прибор следующим образом.

Передняя часть оптического прибора помещается в измеряемое отверстие панели перфорации со стороны рабочей части АДТ. Свет от встроенного в видеокамеру светодиодного источника и оптическая система формируют четкое совместное изображение на видеокамере измерительной шкалы и величины смещения относительно друг от друга отверстий перфорации. Оператор производит замер, после чего картинка сохраняется в памяти внешнего компьютера.

После замера оператор перемещает прибор в другое отверстие и производит следующее измерение.

Совокупность признаков предлагаемого изобретения обеспечивает решение поставленной задачи и достижение технического результата: быстро и комфортно производить измерения на всех панелях рабочей части без привлечения дополнительных средств, значительно снизить время на выполнение градуировки и подготовку к проведению эксперимента.

Был изготовлен опытный образец предложенного устройства, который успешно используется при подготовке к проведению экспериментов в АДТ ЦАГИ Т-128. Время подготовке панелей перфорации РЧ к испытаниям сократилось с 2-3 часом до 30 мин. что существенно сократило общее время подготовки эксперимента в АДТ Т-128. Точность определения степени раскрытия перфорации составляет величину ~0.25%, что удовлетворяет требованиям методики проведения аэродинамических испытаний.

1. Оптический прибор для определения смещения относительно друг друга отверстий смежных поверхностей, содержащий корпус, состоящий из передней и тыльной сторон, оптическую систему, подсветку, измерительную шкалу, отличающийся тем, что дополнительно содержит установленную в тыльной части корпуса видеокамеру, передняя часть корпуса выполнена цилиндрической с внешним диаметром, равным диаметру отверстия на ближней к прибору поверхности, а оптическая система содержит набор линз для формирования четкого изображения измеряемых отверстий на видеокамере.

2. Оптический прибор по п. 1, отличающийся тем, что измерительная шкала выполнена в виде вставки в переднюю часть корпуса.

3. Оптический прибор по п. 1, отличающийся тем, что подсветка встроена в видеокамеру.

4. Оптический прибор по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит внешний компьютер, соединенный с видеокамерой.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области лазерной локации и лазерной связи в открытом пространстве. Способ наведения лазерных пучков заключается в том, что при помощи источника лазерного излучения формируют лазерный пучок, который разделяют на две части, при этом первый парциальный пучок посылают в направлении удаленного объекта, а второй парциальный пучок фокусируют в апертуре фотоприемного устройства (ФПУ) для создания изображения источника излучения.

Группа изобретений относится к области лазерной локации и лазерной связи в открытом пространстве. Способ наведения лазерных пучков заключается в том, что при помощи источника лазерного излучения формируют лазерный пучок, который разделяют на две части, при этом первый парциальный пучок посылают в направлении удаленного объекта, а второй парциальный пучок фокусируют в апертуре фотоприемного устройства (ФПУ) для создания изображения источника излучения.

Группа изобретений относится к системам освещения транспортного средства. Система освещения для автоприцепа, буксируемого транспортным средством, содержит компонент выявления угла сцепного устройства, источник света и фотолюминесцентную структуру.

Группа изобретений относится к системам освещения транспортного средства. Система освещения для автоприцепа, буксируемого транспортным средством, содержит компонент выявления угла сцепного устройства, источник света и фотолюминесцентную структуру.

Группа изобретений относится к системам освещения транспортного средства. Система освещения для прицепа содержит компонент определения угла сцепки, источник света, первую и вторую люминесцентные структуры.

Группа изобретений относится к системам освещения транспортного средства. Система освещения для прицепа содержит компонент определения угла сцепки, источник света, первую и вторую люминесцентные структуры.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается способа выравнивания тестируемой системы с опорным направлением. Способ включает этапы, на которых излучают посредством тестируемой системы подсвечивающий сигнал на внешний экран мишени, обнаруживают с помощью внешнего датчика излучаемый на внешний экран подсвечивающий сигнал для получения величины, измеренной внешним датчиком, и юстируют тестируемую систему с использованием величины, измеренной внешним датчиком.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается способа выравнивания тестируемой системы с опорным направлением. Способ включает этапы, на которых излучают посредством тестируемой системы подсвечивающий сигнал на внешний экран мишени, обнаруживают с помощью внешнего датчика излучаемый на внешний экран подсвечивающий сигнал для получения величины, измеренной внешним датчиком, и юстируют тестируемую систему с использованием величины, измеренной внешним датчиком.

Изобретение относится к области измерительной техники, к измерительным устройствам, характеризующимся оптическими средствами измерений, и может быть использовано для измерения децентрировки оптических элементов, в том числе выполненных из материалов для инфракрасной (ИК) области спектра, непрозрачных в видимой области спектра, и асферических.

Изобретение относится к области измерительной техники, к измерительным устройствам, характеризующимся оптическими средствами измерений, и может быть использовано для измерения децентрировки оптических элементов, в том числе выполненных из материалов для инфракрасной (ИК) области спектра, непрозрачных в видимой области спектра, и асферических.

Изобретение относится к вспомогательному оборудованию для обслуживания шахтной многоканатной подъемной машины. Система диагностики износа футеровки канатоведущего шкива подъемной машины, включающая устройство для измерения длины окружности (1) по дну канавки (5а) футеровки (5b) канатоведущего шкива (5), которое содержит измеритель длины (1а), и устройство для измерения расстояния (6) до дна канавки (5а) футеровки (5b) канатоведущего шкива (5), которое содержит измеритель глубины (6а), а также блок управления (2), который содержит функционально связанные блок обработки данных (2а) и блок приема и передачи данных (2b), к которому подключены, импульсный датчик (1b), связанный с измерителем длины (1а), датчик (6b), связанный с измерителем глубины (6а) до дна канавки (5а) футеровки (5b) канатоведущего шкива (5), датчик полного оборота (3) шкива (5), который взаимодействует с сигнальной меткой (4), размещенной на шкиве (5).
Наверх