Датчик перемещений

Классификация по МПК: G01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2068986
Дата публикации: 
Воскресенье, Ноябрь 10, 1996


Изобретение относится к акустическим датчикам перемещений, может использоваться для измерения прямолинейных и криволинейных перемещений (в том числе, угла поворота), а также перемещений изменяемой формы. Технический результат изобретения - упрощение конструкции и увеличение функциональных возможностей прибора. Датчик перемещений содержит волновод и акустический локатор, установленный на одном из концов волновода. Новым является то, что датчик содержит средств сжатия, имеющий связь с перемещаемым объектом, и установленный с возможностью перемещения доль волновода, а волновод выполнен из эластичного материала и имеет сплошной или полый профиль. 5 ил.

, , , ,


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к акустическим датчикам перемещений, может использоваться для измерения прямолинейных и криволинейных перемещений, а также перемещений изменяемой формы.

Наиболее близким к изобретению известным техническим решением является датчик прямолинейных перемещений (индикатор уровня) (1), содержащий волновод и акустический локатор, установленный на одном из концов волновода. Устройство содержит также магнит, расположенный концентрично волноводу с возможностью перемещения вдоль него и связанный с перемещаемым объектом, ферромагнитный рефлектор, расположенный внутри волновода с возможностью перемещения вдоль него и имеющий магнитную связь с расположенным снаружи магнитом. Волновод представляет собой трубку, заполненную жидкой средой. Устройство имеет, кроме того перфорированную трубку, являющуюся направляющей для рефлектора.

Однако известное устройство характеризуется: сложной конструкцией и недостаточными функциональными возможностями в частности принципиальной невозможностью измерения криволинейных перемещений, а также перемещений изменяемой формы.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и увеличение функциональных возможностей прибора.

Он достигается тем, что датчик перемещений содержит пережимающий элемент, имеющий связь с перемещаемым объектом и установленный с возможностью перемещения вдоль волновода а волновод выполнен из эластичного материала и имеет сплошной или полый профиль.

Это решение существенно упрощает конструкцию устройства позволяя избавиться от таких деталей, как магнит, ферромагнитный рефлектор, а также перфорированная трубка. Роль рефлектора в данном случае играет деформированный пережимающим элементом участок эластичного волновода. Кроме того, появляется возможность измерять перемещения криволинейной формы (например, угол поворота), а также перемещения изменяемой формы.

На фиг. 1 изображен датчик перемещений, используемый для измерения прямолинейных перемещений; на фиг. 2 вариант датчика перемещений, используемый для измерения угла поворота; на фиг. 3 вариант датчика перемещений, используемый для измерения перемещений изменяемой формы, аналогичный по функциям обычной измерительной рулетки; на фиг. 4 возможные варианты исполнения волновода со сплошным профилем; на фиг. 5 возможные варианты исполнения волновода с полым профилем.

Датчик перемещений содержит волновод 1 акустический локатор 2, установленный на одном из концов волновода пережимающий элемент 3, имеющий связь с перемещаемым объектом 4, и установленный с возможностью перемещения вдоль волновода. Волновод 1 выполнен из эластичного материала и имеет сплошной или полый профиль. В случае, если волновод выполнен полым, он заполнен газообразной или жидкой средой 5.

Устройство работает следующим образом.

Акустический локатор 2 испускает акустические колебания вдоль волновода 1. В случае, если волновод имеет сплошной профиль (фиг.4), акустические колебания распространяются непосредственно по материалу, из которого он изготовлен. Если же волновод имеет полый профиль, то акустические колебания распространяются в газообразной или жидкой среде 5, которая заполняет волновод. Участок волновода, деформированный пережимающим элементом 3, представляет собой препятствие для распространения акустических колебаний и вызывает частичное отражение их в обратном направлении. О расстоянии до объекта 4, связанного с пережимающим элементом 3, судят по времени приема отраженного сигнала локатором 2.

Предложенный датчик перемещений может использоваться для измерения криволинейных перемещений, например, для определения угла поворота (фиг.2). В этом случае волновод 1 прокладывается таким образом, чтобы его форма соответствовала форме траектории 6 перемещаемого объекта 4.

Вариант устройства, представленный на фиг. 3, может использоваться для измерения перемещений изменяемой формы, например, когда требуется измерять длину сложного криволинейного пути. В данном примере при измерениях остаток волновода наматывается на барабан 7. Для предотвращения нежелательных продольных растяжений, волновод может быть армирован например, металлической проволокой. Указанный вариант по функциям аналогичен обычной механической измерительной рулетке.

Технико-экономическая эффективность предложенного датчика перемещений определяется в основном новыми возможностями использования ультразвуковых методов измерений. 1 2

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Датчик перемещений, содержащий волновод и установленный на одном из его концов акустический локатор, отличающийся тем, что он снабжен установленным с возможностью перемещения вдоль волновода средством сжатия волновода, предназначенным для связи с перемещаемым объектом, а волновод выполнен из эластичного материала сплошным или полым, заполненным звукопроводящей средой.