SU1068708A1 - Device for determination of movable object tilt angle - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА, преимущественно дл  профилографов проводников в шахтных стволах, содержащее заполненный жидкостью резервуар , консольно закрепленные в нем упругие пластины с укрепленным на их свободных концах чувствительным элементом, и регистратор его положени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности искорости измерений путем уменьшени  вли ни  линейных и угловых ускорений на результаты измерений, упругие пластишл закреплены в верхней части резервуара, чувствительный элемент выполнен в виде поплавка, бокова  часть которого скошена и имеет светоотражающее покрытие, напротив которого в стенке и в дне резервуара установлены источник све-5S та и регистратор. (ЛA DEVICE FOR DETERMINING THE MOBILE OBJECT TILTING ANGLE, mainly for conductor profilometers in shafts, containing a fluid-filled reservoir, elastic plates fixed to it at their free ends, and its positioner, characterized in that, in order to improve accuracy the speed of measurements by reducing the influence of linear and angular accelerations on the results of measurements, the elastic plastic is fixed in the upper part of the reservoir, sensitive ement is designed as a float, the side of which is bevelled and has a reflective coating, which is opposite to the bottom wall and the reservoir source set-5S that CBE and recorder. (L

Description

оabout

0000

vjvj

Изобретение относитс  к измерительной техника, в частности к приборам дл  контрол  качества монтажа и технического состо ни  армировки шахтных стволов.The invention relates to a measuring technique, in particular to instruments for monitoring the quality of installation and the technical condition of the reinforcement of shaft shafts.

Известшл устройства дл  измерени  угла наклона движущихс  объектов, выполненные в виде ма тниковых систем с регистраторами отклонений ма тника 1.Famous devices for measuring the angle of inclination of moving objects, made in the form of an elliptical system with a register of deviations of an antenna 1.

Основныгл недостатком таких устройств  вл етс  то, что дл  создани  вертикально направленной силы используетс  мг ссивный груз (ма тник). Вследствие этого, возникакйдие при движении объекта усксдаёни  и вибрации , взаимодейству  с массой ма тнит ка, обуславливают возникновение сил, отклон ющих его от положени  равновеси , внос  тем самым значительные погрешности в измерени .The main disadvantage of such devices is that mg of a generic load (master) is used to create a vertically directed force. As a result, the occurrence of an object moving and vibrating, interacting with the mass of the bottle, causes the occurrence of forces deflecting it from the equilibrium position, thereby introducing significant errors in the measurements.

Примен емые в таких устройствах компенсаторы дл  сш1жени  их восприимчивости к вибраци м и ускорени м имеют сложные конструкции и снижают -чувствительность устройств. ; Наиболее близким к изобретению |по технической сущности  вл етс  устройство дл  опр.еделени  и непре рывной записи углов наклона направл ющих проводников шахтных стволов , представл ющее собой задемпфированный жидкостью астатический ма тник на упругой подвеске, снабженный пластинчатым кс лпенсатором ускорени . Конструктивно устройство выполнено в виде заполненного жидкостью резервуара, в дне которого консольно защемлена плоска  пр моугольна  пружина с грузике ма тником) на -свободном конце. К грузику, вьше центра его т жести, прикреплена упруга  пластина. Поскопько и в этом случае в качестве задающей вертикгшьное направление системы используета  упруго закрепленный ма тник, восприимчивость устройства к ускорени м и вибрации также невысока  .The compensators used in such devices to reduce their susceptibility to vibrations and accelerations have complex structures and reduce the sensitivity of the devices. ; The closest to the invention | in its technical essence is a device for defining and continuous recording of the angles of inclination of the guide conductors of shafts, which is a liquid damped asthmatic pendant on an elastic suspension, equipped with a plate-type acceleration accelerator. Structurally, the device is made in the form of a tank filled with liquid, at the bottom of which a flat rectangular spring with a sinker is clamped in a cantilever at the free end. An elastic plate is attached to the weight above the center of its body. In this case, Poskopko also uses an elastically fastened special as the vertical direction specifying direction of the system, the device's susceptibility to acceleration and vibration is also low.

Врем  полного успокоени  ма тника после прекращени  действи  на него ускорений, которое  вл етс  основной характеристикой подоби х угломерных приборов, соствл ет не менее 5 с. Вследствие этого выполнение измере ,ний с помощью таких устройств осуществл етс  на очень медленной ско-, рости движени  измерительных гтриборов по проводйикам (не более Г м/с. Это, в свою очередь приводит к длительным непроизводительным просто м шахтных стволов на врем  выполнени  измерительных работ. Повышение же движени  измерительных приборов по проводникам вызывает значительное увеличение сшибок измерений, целью изобретени   вл етс  повышение точности и скорости измерений.The time of complete calm of the bendy after termination of acceleration, which is the main characteristic of similar goniometers, is at least 5 s. As a result, the measurement using such devices is carried out at a very slow speed of movement of measuring devices over the conductors (not more than G m / s. This, in turn, leads to long unproductive just shaft of mine Increasing the movement of measuring instruments along conductors causes a significant increase in measurement errors, the aim of the invention is to increase the accuracy and speed of measurements.

путем уменьшени  восприимчивости устройства дл  определени  наклона к возникающим в процессе измерений линейньм и угловым ускорени м.by reducing the susceptibility of the device for determining the inclination to linear and angular accelerations arising in the course of measurements.

Дл  достижени  этой цели, в устройстве , содержащем заполненньгй жидкостью резервуар, консольно закрепленные в нем упругие пластины с укрепленным на их свободных концах чувствитель(шм элементом и регистратор его положени , упругие пластины закреплены в верхней части резервуара, чувствительный элемент выполнен в виде поплавка, бокова  часть которого скошена и имеет светоотражак цее покрытие, напротив которого в стенке и в дне резервуара установлены источник света и регистратор .To achieve this goal, in a device containing a liquid filled reservoir, elastic plates cantileverly fixed in it with a sensor fixed at their free ends (CM element and its position recorder, elastic plates fixed in the upper part of the reservoir, the sensitive element is designed as a float, side a part of which is beveled and has a light reflector tse coating, opposite which a light source and a recorder are installed in the wall and in the bottom of the tank.

На фиг.1 показано устройство, вид; на фиг.2 - схема сил, действующих на поплавок.Figure 1 shows the device type; figure 2 - diagram of the forces acting on the float.

Устройство содержит заполненный жидкостью резервуар 1, верхн   часть которого закрыта крышкой 2. В крышке 2 жестко защемлены две плоские пластиаы 3, выполнен{&1е из упругого материала (сталь, латунь и др.. К нижним концги пластин 3 прикреплен поплавок 4, выполненный в виде пустотелоЛ герметичной оболочки или из материала с более легким удельным весом , чем у жидкости (корок, пеноплас та и др.} Одна из боковых сторон поплавка 4 выполнена сксшенной и имеет светоотражающее (зеркальное/покрытие S. В дне 6 резервуара 1 и в одно из его боковых стенок 7 установлены светособирающие линзы 8 и 9. Под линэол 8 установлен источник 10 света, а перед линзой 9 - регистратор 11 с кассетой дл  фотопленки 12. По углам к крышке 2 прикреплены кронштейны 13, несущие направл ющую рамку 14.The device contains a tank filled with liquid 1, the upper part of which is closed by a lid 2. In the lid 2 two flat plastics 3 are rigidly clamped, {& 1e of elastic material (steel, brass, etc.). A float 4 is attached to the lower ends of the plates 3 in the form of a hollow sealed envelope or from a material with a lighter specific gravity than that of a liquid (crusts, foams, etc.). One of the lateral sides of the float 4 is scissored and has a reflective (specular / coating S. At the bottom 6 of tank 1 and one of its side walls 7 become light-collecting lens 8 and 9. Under lineol 8 mounted light source 10 and the front lens 9 - 11 with the tape recorder for the film 12. In the corners of the lid 2 attached brackets 13 carrying the guide frame 14.

В качестве : идкости используют спиртоглицериновую или силиконовую смеси. Заливку жидкости в резервуар 1 и выпуск из него воздуха осуществл ют через отверсти  в крынке 2, закрываемые пробками 15 и 16. С целью устранени  разности давлени  в атмосфере и внутри устройства пробка 15 имеет упругую диафрагму 17.As: liquids use alcohol-glycerin or silicone mixture. The fluid is poured into the tank 1 and air is discharged from it through holes in the gate 2, closed by plugs 15 and 16. To eliminate the pressure difference in the atmosphere and inside the device, the plug 15 has an elastic diaphragm 17.

При выполнении профилировочных работ устройства устанавливают на каретки (не показаны которые при измерени х прокатывают по проводникам . Двига сь по проводнику, каретка с устройствами повтор ет все его искривлени . На вертикальных участка проводников сила Рд (фиг.2)/стрем ща с  в соответствии с законом Архимеда вытолкнуть поплавок 4 нз жидкости,параллельна реакци м плоских пластин 3 и уравновеситс  ими. В устройстве жидкост кроме демпфировани  колебаний попла ка 4 используетс  также и дл  созда ни  вертикально направленной силы Р«. В месте искривлени  проводника СИЛОЙ Р , направленной соглас но упом нутому закону Архимеда вертикально вверх, и направлением реакции Р|,, рЦ пластин 3 образуетс  угол d , Вертикгшьна  составл юща  Р по прежнему уравнов мпиваетГорИЗОНТёШЬс  реакци ми Pf, и на  составл юща  Рд смещает попла вок 4 параллельно оси горизонтгшьной плоскости-. При этом луч света регистрируетс  на фотопленке 12 регистратора 11. Регулировка чувствительности уст ройства .(величины отношени  приращений смещени  поплавка к углу наклона устройстваJ осуществл етс  из менением рабочей длины Рр упругих пластин 3, достигаемым передвиже нием направл ющих рамок 14 по кронштейнам 13. В результате.конструктивного исполнени  чувствительного элемента устройства в виде упруго.подвешенного в жидкости поплавка обеспечиваетс  создание вертикгшьно направленной силы такой же величины, как и у ма тниковых датчиков, но масса поплавка при этом значительно меньше, чем масса ма тника. ТгГк7 например, дл  создани  вертикгшыю направленной силы в 0,01 Н ма тника из стали 14,5 г. Мас коркового поплавка, способного создать такую же вертикально -направ енную силу, не превышает 3,2 г. При асчете масс в обоих случа х в качестве жидкости прин т глицерин. Вследствие отмеченных при одних и тех же значени х ускорений силы, отклон ющие чувствительный элемент от положени  равновеси , у легкого поплавка будут значительно меньшими , чем у более массивного ма тника . Этим достигаетс  снижение восприимчивости датчика к возникакпщм в процессе измерений угловым и линейным ускорени м и обеспечиваетс  повыиеиие точности измерений . Лабораторные испытани  устройства показали,что его восприимчивость к линейным и угловым ускорени м невысока . В частности врем  полного успокоени  чувствительного злемента после сн ти  возмущени  в несколько раз меньше, чем у ана логичных датчиков известной конструкции, и не превышает 6 ,5 и 2,5 с при действии соответственно линейных и угловых 7сксч ений. Использование устройства с такой характеристикой при профилировке проводников позволит повысить скорость движени  измерительных кареток и тем ccu«iM сократить непроизвольные простои шахтного ствола в период проведени  измерений. . Суммарна  экономическа  эффективность от внедрени  изобретени , в промьаиленность будет зависеть от конкретных условий его использовани  и ориентировочно составит 0,5-1,6 млн.руб. в год.When performing profiling operations, the devices are mounted on carriages (which are not shown when measuring are rolled along conductors. Moving along a conductor, the carriage with devices repeats all its curvatures. On the vertical section of conductors, the force Rd (Fig.2) with Archimedes' law, push the float 4 out of liquid parallel to the reactions of flat plates 3 and balance them. In the device, in addition to damping oscillations, the float 4 is also used to create a vertically directed force P. " where the conductor STRONG P, directed according to Archimedes' law, is bent vertically upwards, and the direction of the reaction P ,, ,, pC plates 3 forms an angle d, Vertical constituting P is still balanced with Pf, and the component RD displaces the flux 4 parallel to the axis of the horizontal plane-. The beam of light is recorded on the film 12 of the recorder 11. The sensitivity of the device is adjusted (the ratio of the increments of the float displacement to the angle of inclination of the device) is measured by The working length Pp of the elastic plates 3 is achieved by moving the guide frames 14 along the brackets 13. As a result, the design of the sensitive element of the device in the form of an elastic float suspended in the liquid ensures the creation of a vertical force of the same size as that of the sensor , but the mass of the float is significantly less than the mass of the tandem. TGGk7, for example, to create a vertical directional force of 0.01 N of a stainless steel of 14.5 g. The mass of a cortical float capable of creating the same vertical directional force does not exceed 3.2 g. With a calculation of the masses in both cases glycerol is used as a liquid. Due to the accelerations noted at the same values of the acceleration, the forces deflecting the sensing element from the equilibrium position will be much smaller for a light float than for a more massive mothball. This achieves a decrease in the sensitivity of the sensor to arising during the measurement process by angular and linear accelerations and provides for a higher measurement accuracy. Laboratory testing of the device has shown that its susceptibility to linear and angular accelerations is low. In particular, the time for complete relaxation of the sensitive element after removal of the perturbation is several times less than that of similar sensors of known construction, and does not exceed 6, 5 and 2.5 s under the action of linear and angular calculations, respectively. The use of a device with such a characteristic when profiling the conductors will allow increasing the speed of movement of the measuring carriages and, therefore, reduce the involuntary downtime of the shaft during the measurement period. . The total economic efficiency from the implementation of the invention, in industrial capacity will depend on the specific conditions of its use and approximately amount to 0.5-1.6 million rubles. in year.

//

Фиг. 2FIG. 2

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА, преимущественно для профилографов проводников в шахтных стволах, со держащее заполненный жидкостью резервуар, консольно закрепленные в нем упругие пластины с укрепленным на их свободных концах чувствительным элементом, и регистратор его положения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и скорости измерений путем уменьшения влияния линейных и угловых ускорений на результаты измерений, упругие пластины закреплены в верхней части резервуара, чувствительный элемент выполнен в виде поплавка, боковая часть которого скошена и имеет светоотражающее покрытие, напротив которого в стенке и в дне резервуара установлены источник света и регистратор.DEVICE FOR DETERMINING THE TILT ANGLE OF A MOBILE OBJECT, mainly for conductors profilographs in mine shafts, containing a reservoir filled with liquid, elastic plates cantileverly fixed in it with a sensitive element fixed at their free ends, and a position recorder, characterized in that, in order to increase accuracy and speed of measurements by reducing the influence of linear and angular accelerations on the measurement results, elastic plates are fixed in the upper part of the tank, a sensitive element Execute a float, the side of which is bevelled and has a reflective coating, which is opposite to the bottom wall and a reservoir mounted a light source and recorder. 1 1068708 21 1068708 2