×
30.05.2019
219.017.6bd9

БЕСКОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО РАЗЛИЧНЫХ ТОЧЕК ПОВЕРХНОСТИ ОБЪЕКТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области метрологии, в частности к средствам бесконтактного измерения расстояний, размеров и формы объектов. Технический результат заявленного изобретения состоит в увеличении дальности действия устройства, обеспечении бесконтактного способа сканирования измеряемых точек на поверхности объекта, упрощении конструктивного исполнения устройства в виде компактного прибора, не имеющего разнесенных на расстояние составных узлов - жезла и антенны. Указанный технический результат достигается в устройстве для измерения расстояний до различных точек поверхности объекта, содержащем возбудитель акустического излучения, выполненный в виде жезла, имеющего два разнесенных по длине акустических излучателя и рукоятку с пусковой кнопкой, приемник акустического излучения, выполненный на трех микрофонах, закрепленных в вершинах треугольника, формирователь переднего фронта импульса, вход которого соединен с пусковой кнопкой, а выход соединен с генератором, имеющим возможность поочередного подключения к каждому акустическому излучателю, а также с трехканальным электронным блоком, каждый канал которого включает последовательно соединенные полосовой усилитель, компаратор, счетчик измерителя временных интервалов, причем электронный блок подключен к микрофонам и к общему интерфейсу и ЭВМ. При этом приемник акустического излучения выполнен в виде штатива с площадкой, в плоскости которой размещены три микрофона, расположенные в вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника с длиной катетов не более 40 см, совпадающих с осями координат х и у измеряемого пространства; над точкой пересечения медиан упомянутого треугольника на высоте не более 70 см с помощью стойки установлен шарнир, на котором в средней точке между акустическими излучателями закреплен жезл, а на противоположном от рукоятки с кнопкой конце жезла установлена компьютеризированная лазерная рулетка, оптическая ось которой лежит на одной прямой с геометрическими центрами акустических излучателей жезла, причем рулетка соединена кабелем связи с ЭВМ. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области метрологии, в частности к средствам бесконтактного измерения расстояний, размеров и формы объектов.

Известно устройство измерения расстояния до поверхности объекта, содержащее лазер, приемник акустического излучения, выполненный на 3-х микрофонах, закрепленных в вершинах треугольника, стороны которого образованы жесткими стержнями, последовательно соединенные приемник оптического излучения и формирователь переднего фронта импульса, а также трехканальный электронный блок, каждый канал которого включает последовательно соединенные полосовой усилитель, компаратор, счетчик измерителя временных интервалов и подключен к общим интерфейсу и ЭВМ (патент РФ №2139497).

Известно также устройство, в котором вместо лазера в качестве возбудителя акустического излучения использован электроискровой щуп, а в электронный блок введена дополнительная линия регулируемой задержки переднего фронта импульса (патент РФ №2225591).

К общему недостатку указанных устройств можно отнести то, что оба примененных в них типа возбудителей акустического излучения (лазер или электроискровой щуп) генерируют при работе сильную электромагнитную помеху. При этом можно отметить, что хотя источник электромагнитной помехи в указанных устройствах различен, так, в лазере им является высоковольтный импульс поджига газоразрядных ламп накачки оптического стержня, а в щупе - высоковольтный электроискровой зазор, оба они при работе иногда вызывают сбой работы счетчиков временных интервалов. Вследствие этого снижается надежность функционирования электронных регистрирующих блоков указанных измерительных устройств. Это обстоятельство было выявлено при лабораторных и производственных испытаниях экспериментальных образцов измерительных устройств, выполненных по схемам аналогов.

Известно устройство, принятое за прототип, в котором с целью повышения надежности рассматриваемой измерительной аппаратуры, достигаемой за счет отсутствия сигнала собственной помехи, возбудитель акустического излучения выполнен в виде электродинамического жезла, имеющего заостренный наконечник и рукоятку с пусковой кнопкой, на котором закреплены два разнесенных по длине пьезоэлектрических излучателя (патент РФ №2260772).

Однако указанное устройство-прототип тоже не лишено некоторых недостатков, например:

- малая дальность действия, позволяющая контролировать размеры и форму объектов с габаритными размерами не более 2,5×1,5×1,5 м в измерительном поле многомикрофонной антенны 4×2×2 м;

- наличие в составе устройства-прототипа громоздкой треугольной акустической антенны с длиной стороны не менее 1 м, требующей индивидуального подбора взаиморасположения с каждым измеряемым объектом, что вызывает затруднения при работе в условиях тесных промышленных помещений;

- ручной контактный способ сканирования акустическим жезлом контрольных точек на поверхности измеряемых объектов затруднителен для передвижения устройства-прототипа по протяженным трассам, особенно вдоль вертикальной оси системы координат.

Задачей заявленного изобретения является создание бесконтактного измерительного устройства, не имеющего вышеуказанных недостатков прототипа. Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, состоит в увеличении дальности действия устройства, обеспечении бесконтактного способа сканирования измеряемых точек на поверхности объекта, упрощении конструктивного исполнения устройства в виде компактного прибора, не имеющего разнесенных на расстояние составных узлов - жезла и антенны.

Указанный технический результат достигается в устройстве для измерения расстояний до различных точек поверхности объекта, содержащем возбудитель акустического излучения, выполненный в виде жезла, имеющего два разнесенных по длине акустических излучателя и рукоятку с пусковой кнопкой, приемник акустического излучения, выполненный на трех микрофонах, закрепленных в вершинах треугольника, формирователь переднего фронта импульса, вход которого соединен с пусковой кнопкой, а выход соединен с генератором, имеющим возможность поочередного подключения к каждому акустическому излучателю, а также с трехканальным электронным блоком, каждый канал которого включает последовательно соединенные полосовой усилитель, компаратор, счетчик измерителя временных интервалов, причем электронный блок подключен к микрофонам и к общему интерфейсу и ЭВМ. Однако в отличие от прототипа приемник акустического излучения выполнен в виде штатива с площадкой, в плоскости которой размещены три микрофона, расположенные в вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника с длиной катетов не более 40 см, совпадающих с осями координат х и у измеряемого пространства, при этом над точкой пересечения медиан упомянутого треугольника на высоте не более 70 см с помощью стойки установлен шарнир, на котором в средней точке между акустическими излучателями закреплен жезл, а на противоположном от рукоятки с кнопкой конце жезла установлена компьютеризированная лазерная рулетка, оптическая ось которой лежит на одной прямой с геометрическими центрами акустических излучателей жезла, причем рулетка соединена кабелем связи с ЭВМ.

На прилагаемой фиг.1 представлена функциональная схема заявленного устройства.

Устройство для измерения расстояний до различных точек 1 поверхности контролируемого изделия 2 содержит жезл 3, имеющий рукоятку 4 с пусковой кнопкой 5 и акустические излучатели 6 и 7. На противоположном от рукоятки с кнопкой конце жезла установлена компьютеризированная лазерная рулетка 8, оптическая ось которой лежит на одной прямой с геометрическими центрами акустических излучателей 6 и 7. Жезл 3 в средней между акустическими излучателями точке закреплен на шарнире 9, установленном на стойке 10, которая опирается на площадку 11 штатива 12. В плоскости площадки 11 размещены три микрофона 13, 14, 15, образующие вершины равнобедренного прямоугольного треугольника. Пусковая кнопка 5 соединена со входом формирователя переднего фронта импульса 16, выход которого соединен с генератором 17, а также с трехканальным электронным блоком 18, каждый канал которого включает последовательно соединенные полосовой усилитель 19, компаратор 20 и счетчик измерителя временных интервалов 21. Электронный блок 18 подключен к общему интерфейсу 22 и ЭВМ 23.

Устройство работает следующим образом.

Вращением за рукоятку 4 жезла 3 относительно шарнира 9 лазерный луч рулетки нацеливают на контрольную точку 1 поверхности контролируемого изделия 2, при этом информация об измеренном расстоянии между контрольной точкой и базовой опорной поверхностью корпуса рулетки подается по кабелю связи на ЭВМ.

Затем на рукоятке 4 нажимается пусковая кнопка 5, запускающая работу формирователя переднего фронта импульса 16, на выходе которого формируются управляющие импульсы с частотой порядка 1 Гц. Эти импульсы поступают на вход генератора 17 и синхронно на входы «Start» измерителя временных интервалов 21. Под влиянием управляющих импульсов генератор поочередно подает возбуждающее напряжение на акустические излучатели 6 и 7 жезла 3. При этом в излучателях поочередно возбуждаются механические микроколебания, вызывающие сферическую звуковую волну, которая начинает распространяться в окружающем воздушном пространстве.

Акустические сигналы от каждого излучателя 6 и 7 жезла поочередно приходят на микрофоны 13, 14, 15. Эти сигналы преобразуются в микрофонах в электрические и через полосовой усилитель 19 передаются на вход компаратора 20. С выхода компаратора сигналы поступают на входы „Stop" счетчика измерителя временных интервалов 21.

Измеритель временных интервалов 21 определяет интервалы времени t1, t2, t3 между моментом генерации фронта звуковой волны каждым излучателем жезла и моментами воздействия этого фронта на микрофоны 13, 14, 15. Информация об указанных временных интервалах через интерфейс 22 поступает в ЭВМ 23.

ЭВМ по специальной программе вычисляет сначала расстояния L1, L2, L3 между каждым излучателем жезла и каждым из микрофонов по формулам:

L1=t1·с; L2=t2·с; L3=t3·с,

где с - скорость звука в окружающей воздушной среде,

а затем, зная указанные расстояния и базы разнесения микрофонов, триангуляционным методом определяются координаты х, у, z геометрических (акустических) центров излучателей в системе координат приемной антенны, образуемой тремя микрофонами.

Далее по программе происходит построение прямой, проходящей через эти центры, на которой откладывается известное расстояние L0+ΔL0 между точкой 1 - мишенью лазерного луча рулетки и центром ближайшего к ней излучателя жезла, где L0 - показание рулетки, переданное в ЭВМ, a ΔL0 - отступ базовой (опорной) плоскости корпуса рулетки от центра ближайшего к ней излучателя жезла, что позволяет определить координаты контрольной точки поверхности измеряемого изделия, обозначенной пятном лазерного луча рулетки.

Таким образом, сутью заявленного устройства является использование акустического канала, локализованного в ограниченном пространстве над площадкой со штативом с высотой расположения шарнира, для определения углового расположения контрольной точки на поверхности измеряемого изделия в системе координат треугольной микрофонной антенны, с одновременным использованием оптического канала - лазерной рулетки для определения дистанции от сканируемой точки на поверхности изделия до известной координаты вдоль трассы лазерного луча.

В качестве лазерной рулетки были использованы рулетки, выпускаемые фирмой "Leica Geosystems", например модели Leica Disto A6, Dimetix DLS-BH 15н и др. В настоящее время подобные рулетки выпускаются и некоторыми другими фирмами.

Измерительное устройство с указанной совокупностью признаков было создано и успешно испытано на лабораторной базе заявителя, лабораторный образец устройства представлен на прилагаемых фотоснимках (фиг.2 и 3).

Бесконтактное устройство для измерения расстояния до различных точек поверхности объекта, содержащее возбудитель акустического излучения, выполненный в виде жезла, имеющего два разнесенных по длине акустических излучателя и рукоятку с пусковой кнопкой, приемник акустического излучения, выполненный на трех микрофонах, закрепленных в вершинах треугольника, формирователь переднего фронта импульса, вход которого соединен с пусковой кнопкой, а выход соединен с генератором, имеющим возможность поочередного подключения к каждому акустическому излучателю, а также с трехканальным электронным блоком, каждый канал которого включает последовательно соединенные полосовой усилитель, компаратор, счетчик измерителя временных интервалов, причем электронный блок подключен к микрофонам и к общему интерфейсу и ЭВМ, отличающееся тем, что приемник акустического излучения выполнен в виде штатива с площадкой, в плоскости которой размещены три микрофона, расположенные в вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника с длиной катетов не более 40 см, которые совпадают с осями координат х и у измеряемого пространства, при этом над точкой пересечения медиан упомянутого треугольника на высоте не более 70 см с помощью стойки установлен шарнир, на котором в средней точке между акустическими излучателями закреплен жезл, а на противоположном от рукоятки с кнопкой конце жезла установлена компьютеризированная лазерная рулетка, оптическая ось которой лежит на одной прямой с геометрическими центрами акустических излучателей жезла, причем рулетка соединена кабелем связи с ЭВМ.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 12 items.
20.02.2013
№216.012.2649

Способ гибки заготовок профилей

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к определению параметров гибки профилей в виде проката, сварных балок. Прикладывают изгибающие усилия и стесняющие усилия на стенку профиля. При учете стеснения стенки профиля в аксиальном направлении относительное изгибающее усилие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475321
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.11.2013
№216.012.7f1c

Способ монтажа центруемых механизмов по изгибающему моменту и поперечной силе

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в судостроении, энергетике, нефтяной и газовой промышленности для монтажа центруемых механизмов. Способ включает в себя предварительную центровку, измерение текущих значений параметров центровки валов, окончательную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498213
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7ff4

Машина для резки трубопровода

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к оборудованию и методам обращения с радиоактивными отходами. Изобретение может использоваться при резке трубопроводов в труднодоступных зонах нефтехимической, газовой промышленности и общем машиностроении. Машина для резки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498429
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7ff8

Способ демонтажа кессонов с дефектными отвс из хранилища судов атомно-технологического обслуживания

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к методам обращения с радиоактивными отходами, и может быть использовано при демонтаже кессонов с размещенными в них дефектными облученными тепловыделяющими сборками (ОТВС), находящимися в хранилищах судов атомного технологического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498433
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.01.2014
№216.012.94ca

Способ изготовления строительных арматурных конструкций

Изобретение относится к строительству, в частности к монтажу и сборке больших арматурных конструкций, используемых для строительства зданий и сложных железобетонных сооружений. Способ включает изготовление металлических каркасов арматурных блоков в кондукторе с использованием фиксаторов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503784
Дата охранного документа: 10.01.2014
20.01.2014
№216.012.98f0

Станок для вырезки кессонов с дефектными облученными тепловыделяющими сборками

Изобретение относится к области технологического оборудования в атомной энергетике, а более конкретно, к устройствам для промышленной реализации технологии демонтажа кессонов с дефектными ОТВС из баков хранилищ плавучих технических баз (ПТБ). Задачей предлагаемого технического решения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504851
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.02.2014
№216.012.9e24

Носовая оконечность подводного корпуса полупогружного судна

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции носовой оконечности подводного корпуса полупогружных судов, преимущественно крупнотоннажных танкеров, газовозов и контейнеровозов. Носовая оконечность подводного корпуса полупогружного судна представляет собой носовое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506192
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.01.2015
№216.013.172e

Кормовая оконечность полупогружного крупнотоннажного судна

Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию обводов полупогружных крупнотоннажных судов, преимущественно крупнотоннажных танкеров, газовозов и контейнеровозов. Предложены обводы и конструктивная компоновка кормовой оконечности подводного корпуса полупогружного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537362
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.04.2015
№216.013.4047

Способ сборки цилиндрических вставок корпусов крупнотоннажных судов из полублоков и поворотный круг для его осуществления

Изобретение относится к области судостроения и касается постройки транспортных крупнотоннажных судов, имеющих в составе корпуса цилиндрическую вставку большой протяженности. Предложен способ сборки цилиндрических вставок корпусов крупнотоннажных судов из полублоков, по которому сформированные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547943
Дата охранного документа: 10.04.2015
08.03.2019
№219.016.d56f

Способ формования крупногабаритных несущих конструкций из стеклоармирующего материала и формовочное устройство для его осуществления

Изобретение относится к технологии судостроения и может быть использовано при изготовлении судовых несущих крупногабаритных конструкций из стеклопластика, а также в химической промышленности, авиастроении и других отраслях народного хозяйства для изготовления различных крупногабаритных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002405710
Дата охранного документа: 10.12.2010
Showing 1-10 of 27 items.
10.05.2014
№216.012.bfac

Глушитель шума

Изобретение относится к средствам глушения аэродинамического шума пневматических двигателей. Глушитель содержит конический стакан с резьбой из пористого материала, установленный днищем вверх, и соосную со стаканом внутреннюю пустотелую цилиндрическую направляющую с упором и отверстиями, оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514817
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.06.2014
№216.012.d158

Динамометрический ключ

Изобретение относится к ручному инструменту, а именно к динамометрическим ключам для затяжки с тарированным крутящим моментом резьбовых соединений, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения. Динамометрический ключ содержит стержень с упругим участком с установленными на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519363
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.10.2014
№216.013.0349

Цифровой динамометрический ключ

Изобретение относится к динамометрическим ключам для затяжки с тарированным крутящим моментом резьбовых соединений и может быть использовано в различных отраслях машиностроения. Цифровой динамометрический ключ содержит преобразователь деформации упругого элемента, подключенный к входу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532239
Дата охранного документа: 27.10.2014
10.05.2015
№216.013.49b2

Способ измерения крутящего момента затяжки резьбовых соединений и динамометрический ключ для его осуществления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля крутящего момента затяжки резьбовых соединений. Способ заключается в приложении к затянутому резьбовому соединению крутящего момента, перевод резьбового соединения из состояния покоя в состояние движения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550373
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.06.2015
№216.013.5365

Стенд контроля крутящего момента пневматических гайковертов

Изобретение относится к оборудованию для приемосдаточных испытаний механизированного инструмента. Технический результат изобретения - расширение технологических возможностей путем выявления гайковертов, у которых смещена настройка. Заявленное изобретение представляет собой стенд для контроля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552870
Дата охранного документа: 10.06.2015
27.06.2015
№216.013.58ee

Акустический профиломер

Изобретение относится к области метрологии, в частности к средствам измерения расстояний, размеров и формы различных объектов. Устройство содержит жезл с двумя акустическими излучателями, пусковую кнопку и наконечник, контактирующий с поверхностью измеряемого объекта, акустический приемник с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554307
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.07.2015
№216.013.5c60

Устройство для бесконтактного измерения крутящего момента

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля крутящего момента на вращающих валах машин и механизмов. Устройство содержит ротор с размещенными на нем тензомостом, преобразователем напряжения в частоту, выпрямителем-стабилизатором, вращающей обмоткой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555189
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.08.2015
№216.013.6a37

Способ управления затяжкой резьбового соединения с использованием пневматического гайковерта

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля и управления гайковертом при затяжке резьбовых соединений.Технический результат - расширение технологических возможностей способа путем исключения перетяжки затягиваемого соединения. Cпособ заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558744
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.03.2016
№216.014.c657

Способ определения формы судовой забойной трубы и настроечный шаблон

Изобретение относится к области метрологии. Cпособ предполагает определение оптимальных размеров и формы судовой забойной трубы, трассы её расположения на судне. Размещают трубу между двумя конечными фланцами, соединяют фланцы настроечным шаблоном и измеряют координаты нанесенных на нем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578175
Дата охранного документа: 20.03.2016
20.03.2016
№216.014.c6b8

Пневматический ротационный двигатель

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в пневматических двигателях. Пневматический ротационный двигатель содержит статор 1 с крышками 2 и впускными и выпускными отверстиями, эксцентрично установленный в нем ротор 5 и лопатки в виде роликов, размещенные в радиальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578068
Дата охранного документа: 20.03.2016
+ добавить свой РИД