×
29.12.2017
217.015.f2c1

ДАТЧИК ИНДУКЦИОННОГО ЛАГА ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области навигационного приборостроения и предназначено для использования в индукционных лагах надводных кораблей и глубоководных аппаратов. Датчик индукционного лага, содержащий электромагнитную систему возбуждения и измерительные электроды, при этом электромагнитная система возбуждения и измерительные электроды размещены в корпусе с нарезанными на внутренней поверхности кольцевыми канавками, герметизированы залитым в корпус изоляционным материалом, а между корпусом и электромагнитной системой возбуждения установлен армирующий элемент. Технический результат – повышение прочности датчика индукционного лага. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области навигационного приборостроения и предназначено для использования в индукционных лагах надводных судов и глубоководных аппаратов, например, исследовательских батискафов.

Известны многочисленные индукционные датчики, использующие в своей основе закон электромагнитной индукции Фарадея.

Примером такого устройства является двухкомпонентный датчик измерения скорости электропроводящей жидкости (патент РФ №2399059), содержащий магнитную систему из сердечника и основной обмотки возбуждения и две пары электродов, ориентированных вдоль взаимно перпендикулярных осей.

Недостатком указанного датчика является необходимость его полного погружения в электропроводящую жидкость, что может вызывать искажение измеряемой скорости.

Известно приемное устройство индукционного лага (патент РФ №2407020), содержащее стержень, в нижней части которого закреплен наконечник из изоляционного материала с размещенной внутри него электромагнитной системой возбуждения и измерительными электродами, установленными на плоских боковых сторонах наконечника, сходящиеся под острым углом друг к другу к его носовой части и стыкующиеся с кормовой частью, имеющей закругленный профиль.

Недостатком приемного устройства является несимметричность конструкции, что делает невозможным измерения скорости потока при движении задним ходом.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, его прототипом, является преобразователь скорости с зоной формирования сигнала вне пограничного слоя (патент РФ №2335774).

Устройство-прототип содержит электромагнитную систему возбуждения, состоящую из трех основных постоянных магнитов призматической формы и четырех дополнительных постоянных магнитов, и пару электродов.

Недостатком устройства является недостаточная прочность прибора, связанная с большим количеством хрупких постоянных магнитов и большой протяженностью контактных поверхностей, не обеспечивающих безотказную работу датчика при высоких внешних давлениях.

Задачей изобретения является расширение эксплуатационных характеристик датчика индукционного лага.

Техническим результатом является повышение прочности датчика индукционного лага за счет увеличения максимально допустимого внешнего давления.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве электромагнитная система возбуждения и электроды размещены в корпусе с нарезанными на внутренней полости кольцевыми канавками и герметизированы изоляционным материалом, например компаундом, а в зазор между корпусом и электромагнитной системой возбуждения установлен армирующий элемент, например полый стержень.

Корпус защищает изоляционный материал от механических повреждений при ударах или значительных статических нагрузках, способных вызвать появление трещин и, как следствие, разгерметизацию и отказ датчика.

Одним из факторов, определяющих прочность контакта между изоляционным материалом и корпусом, является его площадь. Благодаря кольцевым канавкам на корпусе площадь контактирующих поверхностей увеличивается, т.е. увеличивается прочность контакта.

При отсутствии кольцевых канавок критерием прочности изоляционного материала вблизи корпуса является величина напряжения на сдвиг. Введение кольцевых канавок изменяет основной тип напряжений, разрушающих изоляционный материал вблизи корпуса на напряжения среза, предельные значения которых больше значений предельных напряжений сдвига.

Несимметричность нагружения элементов датчика (переход от объемного сжатия изоляционного материала при отсутствии корпуса к однонаправленному при его наличии) приводит к локализации избыточного напряжения в некоторых областях.

Армирующий элемент позволяет перераспределить механические напряжения в датчике и снизить часть нагрузки с изоляционного материала. Наличие канавок, проточек, пазов или отверстий на поверхности армирующего элемента позволяет увеличить площадь его контакта с изоляционным материалом, а также перейти от разрушающих напряжений при сдвиге на напряжения при срезе.

На фиг. 1 изображено сечение предлагаемого датчика и приняты следующие обозначения:

1 - две образующие цилиндрической поверхности корпуса 2,

2 - цилиндрический корпус (далее - корпус),

3 - лицевая поверхность,

4 - кольцевые канавки,

5 - изоляционный материал,

6 - армирующий элемент,

7 - электромагнитная система возбуждения,

8 - измерительные электроды,

9 - провода,

А - плоскость датчика.

Сечение датчика образуется двумя образующими 1 цилиндрической поверхности корпуса 2 и сечением лицевой поверхности 3. В корпусе, имеющем кольцевые канавки 4, находится изоляционный материал 5, внутри которого располагается армирующий элемент 6, электромагнитная система возбуждения 7 и измерительные электроды 8, установленные заподлицо с плоскостью А датчика и передающие сигнал через провода 9.

Устройство работает следующим образом.

Датчик устанавливается на днище судна заподлицо с корпусом. На электромагнитную систему возбуждения 7 подается электрическое напряжение питания, в результате чего возникает магнитное поле, которое, проходя через поток воды, индуцирует в нем электродвижущую силу (далее - ЭДС), пропорциональную напряженности магнитного поля и скорости потока воды; ЭДС снимается измерительными электродами 8 и в качестве выходного сигнала устройства подается в измерительную схему индукционного лага через провода 9.

При высоких внешних давлениях в изоляционном материале 5, прочность которого обычно в несколько раз меньше прочности прочих элементов датчика, возникают механические напряжения, приводящие к разрушению материала, разгерметизации и отказу датчика. Разрушение материала может происходить и при меньших статических давлениях, при наличии ударных воздействий. Корпус защищает изоляционный материал от механических повреждений и снижает риск отказа датчика. Введение армирующего элемента 6, прочность которого не меньше прочности корпуса, способствует перераспределению механических напряжений в датчике и позволяет добиться большей равнонагруженности изоляционного материала 5. При повышении внешнего давления армирующий элемент 6 приходит в более нагруженное состояние, нежели изоляционный материал 5, но из-за высокой прочности не разрушается. Наличие канавок 4 на корпусе и армирующем элементе 6 увеличивает площадь контакта элементов с изоляционным материалом 5, что повышает прочность соединения.

На предприятии АО «Концерн «ЦНИИ "Электроприбор" разработана техническая документация предлагаемого устройства. Изготовлен и испытан его макет. Получены положительные результаты. В настоящее время работы по совершенствованию конструкции датчика индукционного лага продолжаются.


ДАТЧИК ИНДУКЦИОННОГО ЛАГА ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ
ДАТЧИК ИНДУКЦИОННОГО ЛАГА ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-30 of 88 items.
26.08.2017
№217.015.e468

Способ преобразования угла поворота вала в код

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Техническим результатом является повышение точности преобразования угла в код без использования внешнего эталона. В способе для контроля преобразователя формируют разность выходного и второго выходного кодов, по которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626552
Дата охранного документа: 28.07.2017
26.08.2017
№217.015.e478

Способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к способам управления подвесами роторов электростатических гироскопов (ЭСГ). Способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа, согласно которому в начале процесса взвешивания создают временную паузу, преобразуют величину...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626572
Дата охранного документа: 28.07.2017
29.12.2017
№217.015.f118

Способ изготовления ротора электростатического гироскопа и устройство для осуществления этого способа

Изобретение относится к способу и устройству для изготовления ротора электростатического гироскопа. Процесс изготовления ротора включает формообразование сферической заготовки ротора, его балансировку и нанесение тонкопленочного износостойкого покрытия переменной толщины. Образуют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638870
Дата охранного документа: 18.12.2017
29.12.2017
№217.015.f28c

Способ взвешивания ротора гироскопа в электростатическом подвесе

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве гироскопов с электростатическим подвесом ротора. На ротор подают переменное напряжение, а к силовым электродам подвеса прикладывают постоянное напряжение. Измеряют переменные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637185
Дата охранного документа: 30.11.2017
29.12.2017
№217.015.f464

Способ определения погрешности двухстепенного гироблока

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных гироблоков. Предложенный способ определения погрешности двухстепенного гироблока заключается: в установке гироблока на неподвижном основании; выставке оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637186
Дата охранного документа: 30.11.2017
19.01.2018
№218.016.0990

Волномерный буй с инерциальным измерительным модулем на основе микромеханических датчиков

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения спектральных и статистических характеристик трехмерного морского волнения. Волномерный буй содержит корпус, обеспечивающий необходимую плавучесть, герметичный отсек, в нижней части которого размещен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631965
Дата охранного документа: 29.09.2017
20.01.2018
№218.016.1065

Интегрированная инерциально-спутниковая система ориентации и навигации

Изобретение относится к области навигационного приборостроения летательных аппаратов и морских судов. Технический результат состоит в повышении точности выработки параметров ориентации объекта при сокращении длины антенной базы до уровня длины волны несущей частоты спутникового сигнала,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633703
Дата охранного документа: 17.10.2017
20.01.2018
№218.016.1e54

Способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к способам управления подвесами роторов электростатических гироскопов (ЭСГ). Сущность изобретения заключается в том, что способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа дополнительно содержит этапы, на которых после...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640967
Дата охранного документа: 12.01.2018
13.02.2018
№218.016.1e91

Двухстепенной поплавковый гироскоп

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов. Сущность изобретения заключается в том, что электроды на внутренней поверхности цилиндра двухстепенного поплавкового гироскопа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641018
Дата охранного документа: 15.01.2018
17.02.2018
№218.016.2aa5

Устройство для измерений мгновенных угловых перемещений качающейся платформы

Устройство для измерений мгновенных угловых перемещений качающейся платформы состоит из датчика измеряемого мгновенного плоского угла и неподвижного отсчетного устройства. Датчик угла выполнен в виде многозначных голографических мер угла, формирующих каждая под воздействием внешнего оптического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642975
Дата охранного документа: 29.01.2018
Showing 21-30 of 38 items.
26.08.2017
№217.015.e468

Способ преобразования угла поворота вала в код

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Техническим результатом является повышение точности преобразования угла в код без использования внешнего эталона. В способе для контроля преобразователя формируют разность выходного и второго выходного кодов, по которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626552
Дата охранного документа: 28.07.2017
26.08.2017
№217.015.e478

Способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к способам управления подвесами роторов электростатических гироскопов (ЭСГ). Способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа, согласно которому в начале процесса взвешивания создают временную паузу, преобразуют величину...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626572
Дата охранного документа: 28.07.2017
29.12.2017
№217.015.f118

Способ изготовления ротора электростатического гироскопа и устройство для осуществления этого способа

Изобретение относится к способу и устройству для изготовления ротора электростатического гироскопа. Процесс изготовления ротора включает формообразование сферической заготовки ротора, его балансировку и нанесение тонкопленочного износостойкого покрытия переменной толщины. Образуют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638870
Дата охранного документа: 18.12.2017
29.12.2017
№217.015.f28c

Способ взвешивания ротора гироскопа в электростатическом подвесе

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве гироскопов с электростатическим подвесом ротора. На ротор подают переменное напряжение, а к силовым электродам подвеса прикладывают постоянное напряжение. Измеряют переменные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637185
Дата охранного документа: 30.11.2017
29.12.2017
№217.015.f464

Способ определения погрешности двухстепенного гироблока

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных гироблоков. Предложенный способ определения погрешности двухстепенного гироблока заключается: в установке гироблока на неподвижном основании; выставке оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637186
Дата охранного документа: 30.11.2017
19.01.2018
№218.016.0990

Волномерный буй с инерциальным измерительным модулем на основе микромеханических датчиков

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения спектральных и статистических характеристик трехмерного морского волнения. Волномерный буй содержит корпус, обеспечивающий необходимую плавучесть, герметичный отсек, в нижней части которого размещен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631965
Дата охранного документа: 29.09.2017
20.01.2018
№218.016.1065

Интегрированная инерциально-спутниковая система ориентации и навигации

Изобретение относится к области навигационного приборостроения летательных аппаратов и морских судов. Технический результат состоит в повышении точности выработки параметров ориентации объекта при сокращении длины антенной базы до уровня длины волны несущей частоты спутникового сигнала,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633703
Дата охранного документа: 17.10.2017
20.01.2018
№218.016.1e54

Способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к способам управления подвесами роторов электростатических гироскопов (ЭСГ). Сущность изобретения заключается в том, что способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа дополнительно содержит этапы, на которых после...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640967
Дата охранного документа: 12.01.2018
13.02.2018
№218.016.1e91

Двухстепенной поплавковый гироскоп

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов. Сущность изобретения заключается в том, что электроды на внутренней поверхности цилиндра двухстепенного поплавкового гироскопа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641018
Дата охранного документа: 15.01.2018
17.02.2018
№218.016.2aa5

Устройство для измерений мгновенных угловых перемещений качающейся платформы

Устройство для измерений мгновенных угловых перемещений качающейся платформы состоит из датчика измеряемого мгновенного плоского угла и неподвижного отсчетного устройства. Датчик угла выполнен в виде многозначных голографических мер угла, формирующих каждая под воздействием внешнего оптического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642975
Дата охранного документа: 29.01.2018
+ добавить свой РИД