Устройство для определения углов наклона объектов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 485308!

1 (513 M . Кл.

6 010 9/3 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 26.01.73(21) 1875652/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет(43) Опубликовано 25,09.75 Бюллетень № 35 (45) Дата опубликования описания21.01.76

Государственный квинтет

Совета Министров СССР оо делан изобретений и отнрытий (53) УДК 528,541 (088,8) М. Л. Севериновский, B. Ф. Горгураки и К). B. Карпов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель Научно-исследовательский институт строительного производства (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВ НАКЛОНА

ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к приборострое- нию и может быть использовано для определения проектных положений строительных конструкций, углов наклона строительных машин, установок горизонтального и верти- 5 кального бурения и т. п., а также в качестве датчика в системах автоматической стабилизации различных объектов.

Известны датчики углов наклона объектов, содержащие пузырьковую ампулу, вы- 10 полненную в виде части шара и заполненную непрозрачной жицкостью со светопроницаемым пузырьком, источник света и фотоэлектрический преобразователь, расположенные с различных сторон пузырька. III

Недостатком датчика такой конструкции является отсутствие избирательности, так как результаты измерения не зависят от направления наклона обьекта.

Известны также устройства для определе-2" ния углов наклона обьектов в двух взаил ноперпендикулярных плоскостях, содержащие прозрачную ампулу, выполненную в вице ! части квадратного параллелепипеда, заполненную полупрозрачной жидкостью со све-! топроницаемым пузырьком, источник света, например, в виде люминофора постоянного действия в фотоэлектрический преобразователь, расположенный на верхнем сферическом основании ампулы.

Однако это устройства не позволяет производить измерение углов наклона объекта по двум осям одновременно.

Для определения углов наклона в двух плоскостях одновременно в предлагаемом устройстве преобразователь выполнен в виде четырех фотоэлементов, чувствительные слои которых нанесены вдоль цуг больших окружностей верхнего основания ампулы в форме полос, ширина которых как минимум, на порядок меньше цлины, а люминофор нанесен на нижнее сферическое основание, концентричное верхнему.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства в цвух проекциях.

Прозрачная ампула 1 заполнена полупрозрачной жидкостью с возцушныл пузырьком 2. Ампула прецставляет собой часть шара, ограниченную цвумя концентрическими сферами большого диаметра (верхнее и нижнее основание ампулы) и боковой поверхностью призмы, с квадратным основанием, вертикальная ось которой прохоцит через центр шара.

На верхнюю сферическую поверхность ампулы нанесен чувствительный слой р-н материала в виде четырех узких полос фотоэлементов 3-6, оси которых представляк)т собой цуги больших окружностей, лежащих во взаимно перпендикулярных плоскостях, параллельных граням призмы, образующей боковую поверхность ампулы 1.

Горизонтальные прямые ОХ и ОУ, совпадающие в плане с проекциями осевых дуг фотозлел!ентов 3-6, служат осями, относитеJIHHo которых измеряется наклон Обьекта.

Размеры Воз цуш ного и узырька 2 выбираюг так, чтобы !!ри измерении датчиком предельных углов !!Вклона объектов, при которых Возц(IIIHhlll !!узырек находится у боковой !1оверхности ампулы, еше не деформируясь (такое поло:кение пузырька показа»о условно без наклона ампулы (пунктиром), он ча ",тигно был расположен поц фотоэле)лентами 3-6.

1 l8 нижнюю сферическую поверхность ампулы 1 нанесен слой люминофора 7 посчояш!Ого цействия, Образованного добавлеИИЕМ В НЕГ > РаЦИОаКтИВИЫХ ВЕ!ЦЕСтВ, ИЗJLY IeHIIe к о 1 Орых Возбужц;)е г !!!ОминОфор, 1)ы!!0JIHeHIJE нижнеГО ОснОВанl!я 11лlпулы в Вице сферы, концентричной сфере верхнего основания, и использование в качестве источника света люминофора вместо традиционной лампочки, позволяют получить рав-!!Ол!ерную оснащенность ся любым известным методом аналоговой техники. Таким образом, равенство нулю разностей указанных э.д,с. свидетельствует о горизонтальном положении датчика, При произвольном наклоне датчика от носительно обеих его осей ОХ и ОУ (в пределах границ измерении) воздушный пу3bIpeK 2 перемещается, стремясь занять наиболее высокое положение в полости ампулы 1. При этом длины более освещенных участков фотоэлементов 3-6 оказываются разными и разности генерируемых ими э.д,с. становятся отличными от нуля пропорционально углам наклона, а знак этих

I разностей зависит от направления наклона относительно каждой из осей.

Разность э.д.с., генерируемых фотоэлементами 3 и 4, пропорциональна углу наклона датчика во1сруг оси ОУ, а разность э.д.с. генерируемых фотоэлементами 5 и

6, пропорциональна углу наклона датчика вокруг оси ОХ.

Если угол наклона датчика вокруг одной

I из осей, например ОУ, изменяется, то пузырек 2 перемешается в новое положение.

При этом разность длин участков фотоэлементов 3-4, находящихся под пузырьком, и, слецовательно, более освещенных, изменяется, а разность длин аналогичнь!х

I участков фотоэлементов 5 и 6 останется постоянной. Э)О означает, что повор<)т датчика относительно одной. из осей не привс.дит к изменению его показаний о наклоне обьекта относительно цругой Оси, так как входнымц сигналами датчика служат поиарные разности генерируемых !фотоэлел!ентами э.д.с. номерную освешенносгь полости ал1пулы 1 и уменьшить Габариты цатчика.

Патч!!к работает следующим образом.

Световой поток, излучаемый слоем люминофора 7, прохо: через полупрозрачную жидкость, Ослабл . :Оя и освещает фотоэлел!енты 3-6, ири !ел! в месте расположения !!розра1!КОГО ВОзцушнОГО пузырька 2

Освещенность участков фотоэлел!ентов больше. При горизонтальном положении датчика цлины участкев полос овых фотоэлементов, находящихся над пузырькол! 2 и, следовательно, более освещенных, равны.

1) этом случае общая освещенность фо= тоэлементов и генерируел)ые ими э. д. с. одинаковы, и, следовательно, !гоиарные разности э. д, с. генерируемых фотоэлемен-= тов, расположенных вдоль цуг, проекции кото1)ых СОВпацаюг В плане сОотВетстВенно с осями ОХ и ОУ, раны нули. 11змерение этих попарнь!х разностей э.ц.с. ироизвопит-45

Предмет изобретения

Устройство для определения углов наклона объектов в двух взаимно перпендикулярных плос:костях, содержащее прозрачную ампулу, выполненную в виде части ! квадратного параллелепипеца, заполненную полупрозрачной жидкостью со светопрониIlute! илм пузырьком, источник света, напримс-р B виде люминофора постоянного действия, и фотоэлектрический преобразователь, расположе1!ный на верхнем сферическом основании ампулы, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью Определения углов наклона в двух плоскостях оцновременно, иреобразователг- выполнен в вице четь!рех фотоэлементов, чувствительные слои которых нанесены Вдоль дуг больших окружностей Верхнего основания ампул!я B форме полос, ширина когорых как минимум на по1)ядок меи)иие длины, а лк)минофор нане-!. ен на и ижнее сферическое основан ие, к OuHeHtPII )HI)e В!: 1)хнел1 ос тавителЦ д, Колюб:, к и на

Техред М. Левицкая Корректор

„С. Болдижар

Подписное

Р .ллктор (. Иванож аказ 1 048

Тираж я2

1 l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб„л. 4/5

+и:ючл lllill !патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, ) ()3

ill lllHl И Государственного комитета Совета Министров СС(..Р ло делам изобретений и открытий