close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

PL165054B1

код для вставкиСкачать
RZECZPOSPOLITAPOLSKA
(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11)165054
(13)B1
(21) Numer zgłoszenia:
289981
(51) IntCl5:
B63B 39/14
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej Polskiej
(54)
(22) Data zgłoszenia:
19.04.1991
Urządzenie do pomiaru kąta pochylenia obiektów ruchomych w polu grawitacyjnym,
zwłaszcza kąta przechyłu i przegłębienia statków
(43)
Uprawniony z patentu:
Zgłoszenie ogłoszono:
Instytut Morski, Gdańsk, PL
23.09.1991 BUP 19/91
(45)
O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.11.1994 WUP 11/94
(72)
Twórcy wynalazku:
Janusz Wasilewski, Gdańsk, PL
Ryszard Werkowski, Gdańsk, PL
PL 165054 B1
(57)
1. Urządzenie do pomiaru kąta pochylenia obie
któw ruchomych w polu grawitacyjnym, zwłaszcza kąta
przechyłu i przegłębienia statków, zawierające zespół
ruchomej cewki elektromagnetycznej i nieruchomy obwód magnetyczny, stanowiących siłownik magnetoelektryczny oraz mające przegub sprężynowy krzyżowy
składający się z dwu prostopadłych do siebie elastycznych sprężyn, jak również zaopatrzone w pojemnościowy czujnik przesunięcia liniowego, znamienne tym, że
w sztywnym k orpusie (10) je s t um ocow ana w
płaszczyźnie pionowej płyta osadcza (11) z poziomym
wysięgnikiem (12), do którego jest umocowany przegub
sprężynowy krzyżowy (4), z umocowanym do przegubu
wahliwym bezwładnościowym elementem płytowym (3),
z umocowaną do niego sztywno elektryczną cewką (2),
poruszającą się w szczelinie magnetycznej (S) we wnętrzu obwodu magnetycznego nieruchomego (1), umocowanego do osadczej płyty (11) oraz zaopatrzonego w
osadzony na jego zewnętrznej części czujnik (6) przesunięcia liniowego, zwłaszcza czujnik pojemnościowy,
przy czym wahliwy element bezwładnościowy (3) ma w
dolnej części umocowany obciążnik (5), o masie wynikającej z założonych parametrów metrologicznych eksploatacyjnych urządzenia, z osadzonym w nim lub jego
pobliżu zespołem regulowanych zderzaków (8), osadzonych na śrubie (9), przeprowadzonej swobodnie przez
przelotowy otwór w osadczej płycie (11), ...
FIG . 1
Urządzenie do pomiaru kąta pochylenia obiektów ruchomych
w polu grawitacyjnym, zwłaszcza kąta przechyłu
i przegłębienia statków
Zastrzeżenia
patentowe
1. Urządzenie do pomiaru kąta pochylenia obiektów ruchomych w polu grawitacyjnym,
zwłaszcza kąta przechyłu i przegłębienia statków, zawierające zespół ruchomej cewki elektromagnetycznej i nieruchomy obwód magnetyczny, stanowiących siłownik magnetoelektryczny
oraz mające przegub sprężynowy krzyżowy składający się z dwu prostopadłych do siebie
elastycznych sprężyn, jak również zaopatrzone w pojemnościowy czujnik przesunięcia liniowego, znam ienne tym , że w sztywnym korpusie (10) jest umocowana w płaszczyźnie pionowej
płyta osadcza (11) z poziomym wysięgnikiem (12), do którego jest umocowany przegub
sprężynowy krzyżowy (4), z umocowanym do przegubu wahliwym bezwładnościowym elementem płytowym (3), z umocowaną do niego sztywno elektryczną cewką (2), poruszającą się w
szczelinie magnetycznej (S) we wnętrzu obwodu magnetycznego nieruchomego (1), umocowanego do osadczej płyty (11) oraz zaopatrzonego w osadzony na jego zewnętrznej części czujnik
(6) przesunięcia liniowego, zwłaszcza czujnik pojemnościowy, przy czym wahliwy element
bezwładnościowy (3) ma w dolnej części umocowany obciążnik (5), o masie wynikającej z
założonych parametrów metrologicznych eksploatacyjnych urządzenia, z osadzonym w nim lub
jego pobliżu zespołem regulowanych zderzaków (8), osadzonych na śrubie (9), przeprowadzonej
swobodnie przez przelotowy otwór w osadczej płycie (11), przy czym śruba ta znajduje się w
płaszczyźnie przechodzącej przez środek uderzenia elementu wahliwego bezwładnościowego
(3) i prostopadłej do wektora grawitacji.
2. Urządzenie do pomiaru kąta pochylenia obiektów ruchomych w polu grawitacyjnym,
zwłaszcza kąta przechyłu i przegłębienia statków, zawierające zespół nieruchomej cewki elektromagnetycznej i ruchomego obwodu magnetycznego, stanowiących siłownik magnetoelektryczny oraz mające przegub sprężynowy krzyżowy składający się z dwu prostopadłych do
siebie elastycznych sprężyn, jak również zaopatrzone w pojemnościowy czujnik przesunięcia
liniowego, znam ienne tym , że w sztywnym korpusie (10) jest umocowana w płaszczyźnie
pionowej płyta osadcza (11) z poziomym wysięgnikiem (12), do którego jest umocowany
przegub sprężynowy krzyżowy (4) z utwierdzonym do niego wahliwym bezwładnościowym
elementem płytowym (3) o masie wynikającej z założonych parametrów metrologicznych i
eksploatacyjnych urządzenia, z umocowanym do niego sztywno obwodem magnetycznym (1),
mającym szczelinę magnetyczną (S) otaczającą nieruchomą elektryczną cewkę (2), umocowaną
na płycie osadczej (11), przy czym wahliwy bezwładnościowy element płytowy (3) ma w dolnej
części zmontowany zespół regulowanych zderzaków (8), osadzonych na śrubie (9), przeprowadzonej swobodnie przez przelotowy otwór w osadczej płycie (11), przy czym śruba (9) znajduje
się w płaszczyźnie przechodzącej przez środek uderzenia elementu wahliwego (3) i prostopadłej
do wektora grawitacji.
*
*
*
Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pomiaru kąta pochylenia obiektów ruchomych
w polu grawitacyjnym, zwłaszcza kąta przechyłu i przegłębienia statków.
Wynalazek dotyczy budowy sprzętu metrologicznego do pomiaru kąta i nadaje się do
stosowania w budowie i eksploatacji sprzętu do pomiaru kątów w okrętownictwie.
Znane jest i stosowane na statkach handlowych elektromagnetyczne urządzenie do pomiaru kąta przechyłu i przegłębienia statków i innych obiektów podwodnych (w tym na przykład
holowanego podwodnego sprzętu hydroakustycznego) zawierające jako podstawowy element
165 054
3
pomiarowy, łukowej budowy zespół cewki elektromagnetycznej, współpracującej z wahliwym
łukowym, poruszającym się w jej wnętrzu rdzeniem ferromagnetycznym, sprzężonym z masą
statku. Ruchy rdzenia stanowiące odzwierciedlenie przechyłów podłużnych (przegłębienia) lub
przechyłów poprzecznych (pochylenia) statku, to jest jego pogrążania się, n a odpowiednią
głębokość we wnętrzu łukowo wygiętej cewki elektromagnetycznej, są miarą kąta przegłębienia
lub przechyłu statku, odzwierciedlanego przez elektroniczny układ przetwarzania sygnału
elektrycznego generowanego przez nieruchomą cewkę. Znane urządzenie mimo, że stosowane
na statkach, zwłaszcza rybackich i w podwodnym sprzęcie pomiarowym hydroakustycznym,
charakteryzuje się jednak zbyt małą czułością na bardzo małe kąty przegłębienia lub przechyłu
statku. Znane i opisane urządzenie nie nadaje się do pomiaru bardzo małych kątów pochylenia
lub wyznaczania poziomu obiektów ruchomych w przedziale kątów ułamkowych.
Znane są i stosowane powszechnie w budowie przyrządów pomiarowych siłowniki
magnetoelektryczne, składające się z obwodu magnetycznego, we wnętrzu którego porusza się
cewka elektrom agnetyczna, sprzężona z elektronicznym układem sterującym. W znanych
przyrządach pom iarowych stosowane są jako czujniki m ikroprzesunięć liniowych elem enty
pojemnościowe.
Znane są w budowie sprzętu precyzyjnego i stosowane do łączenia elementów ruchomych
przeguby sprężynowe, składające się z dwu cienkich sprężyn, usytuowanych we wzajemnie
prostopadłych płaszczyznach i umocowanych na prostopadłych ścianach w okolicy krawędzi
łączonych elementów.
Opisanej budowy siłowniki magnetoelektryczne oraz pojemnościowe czujniki mikroprzesunięć liniowych, jak również przeguby sprężynowe nie są stosowane w budowie i eksploatacji
elektronicznego sprzętu pomiarowego wysokiej dokładności do pomiaru poziomu i kątów
pochylenia obiektów w polu grawitacyjnym.
Urządzenie do pomiaru kąta pochylenia obiektów ruchomych w polu grawitacyjnym,
zwłaszcza kąta przechyłu i przegłębienia statków, charakteryzuje się tym według wynalazku, że
w sztywnym korpusie jest umocowana, w płaszczyźnie pionowej, płyta osadcza z poziomym
wysięgnikiem, do którego jest umocowany przegub sprężynowy krzyżowy, z umocowanym do
przegubu wahliwym bezwładnościowym elementem płytowym, mającym sztywno umocowaną
do niego elektryczną cewkę, poruszającą się w szczelinie magnetycznej we wnętrzu obwodu
magnetycznego nieruchomego. Nieruchomy obwód magnetyczny jest umocowany do osadczej
płyty oraz jest zaopatrzony w osadzony na jego zewnętrznej części czujnik przesunięcia
liniowego, zwłaszcza czujnik pojemnościowy. Wymieniony wahliwy element bezwładnościowy
ma w dolnej części umocowany obciążnik, o masie wynikającej z założonych parametrów
metrologicznych i eksploatacyjnych urządzenia, z osadzonym w nim lub jego pobliżu zespołem
regulowanych zderzaków, osadzonych na śrubie przeprowadzonej swobodnie przez przelotowy
otwór w osadczej płycie. Śruba ta znajduje się w płaszczyźnie przechodzącej przez środek
uderzenia elementu wahliwego bezwładnościowego i prostopadłej do wektora grawitacji.
Inne wykonanie urządzenia do pomiaru kąta pochylenia obiektów ruchomych w polu
grawitacyjnym charakteryzuje się tym według wynalazku, że w sztywnym korpusie jest umocowana, w płaszczyźnie pionowej, płyta osadcza z poziomym wysięgnikiem, do którego jest
umocowany przegub sprężynowy krzyżowy, z utwierdzonym do niego wahliwym bezwładnościowym elementem płytowym o masie wynikającej z założonych parametrów metrologicznych
i eksploatacyjnych urządzenia. Do elementu płytowego j e s t umocowany sztywno obwód magnetyczny, mający szczelinę magnetyczną otaczającą nieruchomą elektryczną cewkę, umocowaną na wymienionej płycie osadczej. Wahliwy bezwładnościowy element płytowy ma w dolnej
części zmontowany zespół regulowanych zderzaków osadzonych na śrubie, przeprowadzonej
swobodnie przez przelotowy otwór w osadczej płycie. Śruba znajduje się w płaszczyźnie
przechodzącej przez środek uderzenia elementu wahliwego i prostopadłej do wektora grawitacji.
Dzięki zastosowaniu w urządzeniu według wynalazku magnetoelektrycznego przetwornika "siła-prąd", w którym cewka elektromagnetyczna lub obwód magnetyczny jest umocowany
do elementu wahliwego mającego określoną masę, zawieszonego w elastycznym jednoosiowym
przegubie sprężynowym o osi prostopadłej do wektora grawitacji oraz dzięki zastosowaniu
pojemnościowego czujnika przesunięcia, urządzenie według wynalazku nadaje się szczególnie
4
165 054
dobrze do eksploatacji na statkach do pomiaru poziomowania oraz do ciągłego pomiaru i
rejestracji kątów przegłębienia i pochylenia. Zastosowanie w urządzeniu zespołu bezwładnościowego masowego elementu wahliwego, pozwala na wyeliminowanie w urządzeniu generowania szumów pomiarowych (w przypadkach pomijalnych dragń i pochyleń eksploatacyjnych),
pozwala na dokładny pomiar kątów ułamkowych, jak również zabezpiecza urządzenie przed
awariami w przypadku pojawienia się znacznych kątów pochylenia lub przegłębienia. Zastosowanie w urządzeniu przegubu sprężynowego, składającego się z czterech sprężyn i umieszczenie
zderzaków w płaszczyźnie uderzenia elementu wahliwego, pozwala na wyeliminowanie zdarzających się w tego typu urządzeniach pomiarowych mechanicznych awarii przegubu, wywołanych ich przedwczesnym zużyciem, jak również pozwala na zachowanie pełnej dyspozycyjności
pomiarowej urządzenia (niezmienność wartości nastwaczych sygnału pomiarowego) w bardzo
długich okresach eksploatacyjnych.
Wynalazek jest szczegłówo opisany na przykładzie wykonania i zobrazowany na rysunku,
na którym fig. 1 przedstawia schemat konstrukcyjny uproszczony urządzenia z elementem
ruchomym, którym jest cewka, a fig. 2 - schemat konstrukcyjny uproszczony innego wykonania
urządzenia, w którym elementem ruchomym jest obwód magnetyczny.
Jak pokazano na fig. 1 urządzenie do pomiaru kąta pochylenia obiektów ruchomych w
polu grawitacyjnym, zwłaszcza kąta przechyłu i przegłębienia statków, zawiera zespół ruchomej
cewki elektromagnetycznej i nieruchomy obwód magnetyczny, stanowiących siłownik magnetoelektryczny. Istotnym jest, że w sztywnym korpusie 10 jest umocowana w płaszczyźnie
pionowej płyta osadcza 11, z poziomym wysięgnikiem 12, do którego jest umocowany przegub
sprężynowy krzyżowy 4, z umocowanym do niego wahliwym bezwładnościowym elementem
płytowym 3, mającym sztywno umocowaną do niego elektryczną cewkę 2, poruszającą się w
szczelinie magnetycznej S, we wnętrzu obwodu magnetycznego nieruchomego 1. Nieruchomy
magnetyczny obwód 1 jest umocowany do osadczej płyty 11 i jest zaopatrzony w osadzony na
jego zewnętrznej części czujnik 6 przesunięcia liniowego, zwłaszcza czujnik pojemnościowy.
W ahliwy element bezwładnościowy 3 ma w dolnej części umocowany obciążnik 5 o masie
wynikającej z założonych parametrów metrologicznych i eksploatacyjnych urządzenia, z osadzonym w nim lub w jego pobliżu zespołem regulowanych zderzaków 8, osadzonych na śrubie
9, przeprowadzonej swobodnie przez przelotowy otwór w osadczej płycie 11. Śruba 9 znajduje
się w płaszczyźnie przechodzącej przez środek uderzenia elementu wahliwego bezwładnościowego 3 i prostopadłej do wektora grawitacji.
Inne wykonanie urządzenia do pomiaru kąta pochylenia obiektów ruchomych w polu
grawitacyjnym, zwłaszcza kąta przechyłu i przegłębienia statków (fig. 2), ma w sztywnym
korpusie 10 umocowaną w płaszczyźnie pionowej płytę osadczą 11 z poziomym wysięgnikiem
12, do którego jest umocowany przegub sprężynowy krzyżowy 4, z utwierdzonym do niego
wahliwym bezwładnościowym elementem płytowym 3, o masie wynikającej z założonych
parametrów metrologicznych i eksploatacyjnych urządzenia. Do elementu płytowego 3 jest
umocowany sztywno obwód magnetyczny 1, mający szczelinę magnetyczną S, otaczającą
nieruchomą elektryczną cewkę 2, umocowaną na płycie osadczej 11. Wahliwy bezwładnościowy
element płytowy 3 ma w dolnej części zmontowany zespół regulowanych zderzaków 8, osadzonych na śrubie 9, przeprowadzonej swobodnie przez przelotowy otwór w osadczej płycie 11.
Śruba 9 znajduje się w płaszczyźnie przechodzącej przez środek uderzenia elementu wahliwego
3 i prostopadłej do wektora grawitacji.
Urządzenie według wynalazku działa następująco: zmiana poziomu (lub kąta pochylenia)
obiektu, do którego umocowany jest korpus 10 urządzenia, pojawiająca się w płaszczyźnie
prostopadłej do osi poziomej, w której zawieszony jest na przegubach sprężynowych bezwładnościowy element wahliwy 3, powoduje powstanie momentu siły ciężkości elementu wahliwego
3. Moment siły ciężkości powoduje chwilowe wychylenie elementu wahliwego 3, które jest
wykrywane przez czujnik przesunięcia liniowego 6, zwłaszcza czujnik pojemnościowy. Czujnik
6 jest połączony z elektronicznym układem sterująco-pomiarowym (nie pokazanym na rysunku),
który wytwarza sygnał elektryczny prądowy, zasilający cewkę elektryczną 2 siłownika magnetoelektrycznego.
165 054
5
Wartość prądu płynącego przez cewkę 2 jest wprost proporcjonalna do wartości sinusa
kąta odchylenia od pionu bezwładnościowego elementu płytowego 3, a kierunek prądu zależy
od kierunku odchylenia elementu wahliwego. Wartość tak otrzymanego prądu jest przeliczana
przez analogowo-cyfrowy układ elektroniczny na wartość poziomu lub wartość kąta odchylenia
obiektu, do którego umocowane jest urządzenie.
FIG.2
165 054
D epartam ent Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.
Cena 10 000 zł
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
550 Кб
Теги
pl165054b1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа