Электролитический емкостный датчик горизонта

 

Использование: для стабилизации положения монтажной площадки стреловых гидроприемников . Сущность изобретения: устройство содержит два вертикальных сосуда 1 и 2, соединенных горизонтальной трубкой 5, частично заполненных электролитом , демпфирующим электромагнитом, катушки 6 которого расположены с наружной стороны горизонтальной трубки, а якорь выполнен в виде двух стаканов 7 и 8, обращенных друг к другу открытыми торцами с возможностью взаимодействия друг с другом посредством пружины 12 сжатия, при этом каждый из стаканов выполнен с двумя фторопластовыми кольцами 13,14;15,16, расположенными соответственно со стороны открытого торца и днища стакана, причем один из стаканов выполнен со сквозными отверстиями в его стенке, расположенными между фторопластовыми кольцами, одно из которых, расположенное со стороны днища стакана, а также оба фторопластовых кольца другого стакана выполнены со сквозными каналами. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

C0IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 С 9/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4872086/10 (22) 29.08.90 (46) 07.11.92, Бюл, М 41 (71) Головное специальное конструкторское бюро по автопогрузчикам(72) Д.И. Друганкин, Ю.Д. Смирнов, С.А.

Дворяшин, А.п. Шматько, В,И, Кругликов и

С.В. Боровец (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1439405, кл, G 01 С 9/18. 1987. (54) ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ ЕМКОСТНЫЙ

ДАТЧИК ГОРИЗОНТА (57) Использование: для стабилизации положения монтажной площадки стреловых гидроприемников. Сущность изобретения; устройство содержит два вертикальных сосуда 1 и 2, соединенных горизонтальной трубкой 5, частично заполненных электро„„Ы2ÄÄ 1774170 А1 литом, демпфирующим электромагнитом, катушки 6 которого расположены с наружной стороны горизонтальной трубки, а якорь выполнен в виде двух стаканов 7 и 8, обращенных друг к другу открытыми торцами с возможностью взаимодействия друг с другом посредством пружины 12 сжатия, при этом каждый из стаканов выполнен с двумя фторопластовыми кольцами

13,14;15,16, расположенными соответственно со стороны открытого торца и днища стакана, причем один из стаканов выполнен со сквозными отверстиями в его стенке, расположенными между фторопластовыми кольцами, одно из которых, расположенное со стороны днища стакана, а также оба фторопластовых кольца другого стакана выполнены со сквозными каналами. 2 з.п.ф-лы, 4 ил, 1774170

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к датчикам горизонта. и предназначено для использования в системах стабилизации положения монтажных площадок стреловых гидроподъемников, Известны электролитические датчики горизонта, включающие полость, заполненную электролитом, содержащие воздушный пузырек и электроды. Существенным недостатком таких датчиков является низкая помехоустойчивость на возмущения и ускорения в боковом и продольном направлениях, что делает невозможным их применение в системах стабилизации монтажных площадок стреловых гидроподъемников, Известен также датчик угла наклона грузоподъемной платформы, содержащий сосуд, частично заполненный токопроводящей жидкостью, выполненный в верхней части с боковым выступом, в котором установлены токопроводящие пластины.

Недостатком этой конструкции является низкий коэффициент возврата в исходное положение, а также высокая чувствительность к возмущениям и ускорениям в продольном направлении.

Прототипом изобретения является измеритель угла наклона различных объектов, содержащий два вертикальных сосуда с измерительными электродами, соединенных горизонтальной трубкой и частично заполненных электролитами, Этот датчик также характеризуется низкой помехоустойчивостью в продольном направлении; что делает невозможным применение его в системах стабилизации монтажных площадок гидроподъемников.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости датчика в продольном направлении.

Сущность изобретения заключается в том, что датчик снабжен демпфирующим электромагнитом, катушки которого расположены с наружной стороны горизонтальной трубки, а якорь выполнен в виде двух стаканов, обращенных друг к другу открытыми торцами, выполненных диаметром меньшим внутреннего диаметра горизонтальной трубки и расположенных в этой трубке с возможностью взаимодействия друг с другом благодаря введенной пружины сжатия. При этом каждый из стаканов выполнен . . с двумя фторопластовыми кольцами с диаметром, равным внутреннему диаметру горизонтальной трубки и расположенными соответственно со стороны открытого торца и днища стаканов. В стенке одного из стаканов между фторопластовыми кольцами выполнены сквозные отверпри отсутствии тока в катушке 6 электромаг30 нита. Стаканы 7 и 8 выполнены диаметром, меньшим внутреннего диаметра горизонтальной трубки 5, установлены во внутренней полости этой трубки посредством . фторопластовых колец 13,14,15, 16. Фтороп.35 ластовые кольца выполнены диаметром. равным внутреннему диаметру горизонтальной трубки 5 так, чтобы стаканы 7 и 8 могли перемещаться. Ход якоря ограничивается стержнями 17,18, а для герметизации

40 полости сосуда служат фторопластовые пробки 19,20,21 и 22, которые зафиксированы заглушками 23,24,25 и 26, Вертикальные сосуды t и 2 снабжены дополнительно дросселирующими шайбами 27,28 (фиг.1), 45 В стенке стакана 7 между фторопластовыми кольцами 13 и 15 выполнены сквозные отверстия 29 (фиг.4), а кольцо 13 установлено с образованием сквозного канала 30.

Фторопластовые кольца 14,16 оба установ50 лены на стакане 8 с образованием сквозных каналов 31 и 32, которые в сочетании с каналом 30, отверстиями 6 и зазором $ обеспечива1от перетекание жидкости при отсутствии тока в катушке 6 демпфирующе55 го электромагнита, Сквозные каналы 30,31 и 32 могут быть выполнены как на поверхности стаканов 7 и

8, так и в фторопластовых кольцах 13,14 и 16 соответственно, 5

25 стия, а кольцо, расположенное со стороны днища упомянутого стакана, установлено на стакане с образованием сквозного канала.

На втором стакане оба фторопластовые кольца установлены с образованием сквозных каналов, причем эти каналы могут быть выполнены как на поверхности стаканов, так и в кольцах.

На фиг.1 показан предлагаемый датчик; на фиг.2 — конструкция якоря; на фиг.3 — вид

А на фиг.2; на фиг.4 — сечение Б — Б на фиг.3.

Электролитический емкостной датчик горизонта (фиг.1) содержит два вертикальных сосуда 1 и 2, в которых установлены измерительные электроды 3 и 4. Сосуды 1 и

2 соединены горизонтальной трубкой 5 и частично заполнены электромагнитной жидкостью. С наружной стороны горизонтальной трубки 5 (фиг.2) расположена катушка 6 демпфирующего электромагнита, а якорь его выполнен в виде двух стаканов 7 и 8 (фиг.4), обращенных друг к другу открытыми торцами. Стаканы 7 и 8 соединены между собой винтом 9 и гайками 10,11, на котором расположена пружина сжатия 12, обеспечивающая взаимодействие стаканов с гарантированным зазором $ {фиг.4) между ними для свободного перетекания жидкости

1774170

10

Фторопластовые кольца 13,14,15 и 16 фиксированы на стаканах 7 и 8 посредством пазов (фиг.3), а сосуд выполнен из немагнитного материала.

Питание катушки 6 демпфирующего электромагнита осуществляется импульсным напряжением, причем длительность импульса выбирается равной длительности паузы при частоте следования импульсов в пределах от 2 до 20 Гц. Электролитический емкостной датчик горизонта устанавливается на монтажной площадке стрелового гидроприемника и связан с системой стабилизации положения этой площадки, Работает датчик следующим образом, При отклонении положения монтажной площадки от горизонтального (вследствие, например, плавного изменения угла наклона стрелы гидроподъемника при установке площадки в рабочее положение или любой другой причины) жидкость с левого вертикального сосуда 1 (или правого 2) перетекает в левый вертикальный сосуд 2 (или правый 1) через канал 30, отверстия 29, зазор Sмежду стаканами 7 и 8,,и каналы 31,32 (при отсутствии напряжения на обмотке электромагнита, т.е. в момент паузы) до полного выравнивания уровней жидкости в сосудах, При этом активная длина одного измерительного электрода, находящегося в электромагнитной жидкости, увеличивается, а другого — соответственно уменьшается, обусловливая величину выходного электрического сигнала, Сигнал, снимаемый с электродов 3,4, после усиления поступает на исполнительный орган, который возвращает монтажную площадку в горизонтальное положение.

При подаче напряжения на катушку 6 демпфирующего электромагнита, магнитный поток. создаваемый током катушки, концентрируется в стальном магнитопроводе катушки б и замыкается в якоре, проходя через воздушный зазор, образованный тонкостенной горизонтальной трубкой 5. Магнитный поток, пронизывая стаканы 7 и 8 якоря, намагничивает их, создавая при этом силу притяжения стаканов 7 и 8друг к другу, преодолевая усилие пружины сжатия 12.

При перемещении стаканов 7,8 вправо или влево от нейтрального положения относительно катушки б, возникает электромагнитная сила взаимодействия между катушкой 6 и стаканами 7,8 якоря, которая устанавливает их в строго определенное поло>кение. Это положение якоря относительно катушки определяется наибольшей величиной магнитного потока в магнитопроводе катушки и якоря.

При малых ускорениях монтажной площадки, когда стаканы 7,8 якоря не могут перемещаться из-за сил трения, а перемещается только столб жидкости, демпфирование колебаний уровней жидкости в сосудах 1,2 происходит прямо пропорционально частоте следования импульсов напряжения, оптимальная частота которых подбирается для каждого конкретного обьекта.

При ускорениях, равных или больших а f.g (где f = 0,04 — 0,06 коэффициент трения фторопласта по стали, g — ускорение свободного падения) пег=-мещение всего столба жидкости происходит вместе с якорем при отсутствии импульса на обмотке электромагнита; а при поступлении импульса на обмотку электромагнита якорь возвращается s исходное положение, при этом столб жидкости также возвращается в исходное положение.

Для предотвращения выхода стаканов

7,8 за зону действия катушки 6 (например, при транспортировке), когда катушка электромагнита обесточена. служат стержни 17 и

18.

Описанное выполнение электролитического емкостного датчика повышает его помехоустойчивость от случайных кратковременных колебаний монтажной площадки..

Формула изобретения

1.Электролитический емкостный датчик горизонта, содержащий два вертикальных сосуда с измерительными электродами, соединенных горизонтальной трубкой и частично заполненных электролитом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен демпфирующим электромагнитом, катушки которого расположены с наружной стороны горизонтальной трубки, а якорь выполнен в виде двух стаканов с диаметром, меньшим внутреннего диаметра горизонтальной трубки, обращенных друг к другу открытыми торцами и расположенных внутри горизонтальной трубки с возможностью взаимодействия друг с другом через выведенную пружину сжатия, при этом каждый из стаканов выполнен с двумя фторопластовыми кольцами с диаметром, равным внутреннему диаметру горизонтальной трубки, расположенными соответственно со стороны открытого торца и днища стакана, причем один из стаканов выполнен со сквозными отверстиями в его стенке, расположенными между фторопластовыми кольцами, а между одним из колец, расположенным со стороны днища стакана, и его стенками, а также между обоими фто1774170 ропластовыми кольцами другого стакана и его стенками выполнены сквозные каналы.

2,Датчик по п.1, отличающийся тем, что сквозные каналы выполнены в виде пазов на наружной поверхности другого

3,Датчик по п.1, о т л и ч а ю щ и йс л тем, что сквозные каналы выполнены в виде пазов на внутренней поверхности фтораплэстовых

5 колец.

1774170

Составитель В.Рось

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор С.Пекарь

Редактор С.Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3919 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН СС и ГКНТ СС P

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5