×
20.03.2015
216.013.346a

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАМЕТРА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ИЗДЕЛИЯ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002544893
Дата охранного документа
20.03.2015
Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой способ определения диаметра диэлектрического полого цилиндрического изделия. При реализации способа контролируемое изделие предварительно помещают в электрическое поле, облучают изделие электромагнитной волной, принимают поляризованные волны, измеряют разность хода между этими волнами. Диаметр контролируемого изделия определяют по формуле: где δ - разность (в градусах или радианах) хода волн в диэлектрическом изделии, λ - длина волны (м), r - линейный электрооптический коэффициент (м/В), n - показатель преломления волны в полом диэлектрическом изделии при отсутствии внешнего электрического поля, Е - напряженность внешнего электрического поля (В/м). Техническим результатом заявляемого решения является повышение стабильности измерения. 1 ил.
Основные результаты: Способ определения диаметра диэлектрического полого цилиндрического изделия, включающий облучение контролируемого изделия электромагнитной волной, прием и измерение параметра принятой волны, отличающийся тем, что контролируемое изделие предварительно помещают в электрическое поле, принимают поляризованные волны, измеряют разность хода между этими волнами и диаметр d контролируемого изделия определяют по формуле где δ - разность хода волн в диэлектрическом изделии, λ - длина волны, r - линейный электрооптический коэффициент, n - показатель преломления волны в полом диэлектрическом изделии при отсутствии внешнего электрического поля, Е- напряженность внешнего электрического поля.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами.

Известен резонаторный способ для бесконтактного измерения диаметра тонких диэлектрических нитей (см. В.А. Викторов и др. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. Москва, Энергоиздат, 1989, стр. 62-63). Устройство, реализующее данный способ, содержит чувствительный элемент в виде резонаторной полости генератора на диоде Ганна. Контролируемую нить пропускают через резонаторную полость, представляющую собой отрезок прямоугольного волновода. Наличие нити в полости генератора влияет на его рабочую частоту, которая сравнивается с частотой идентичного, но ненагруженного генератора. Разность частот, зависящая от диаметра нити, измеряется частотомером.

Недостатком этого известного способа является низкая чувствительность измерения диаметра нити и нестабильность разности частот двух генераторов из-за их различных температурных поведений.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является принятый автором за прототип способ бесконтактного измерения диаметра изолированных холоднотянутых проводов в процессе их производства (см. В.А. Викторов и др. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. Москва, Энергоиздат, 1989, стр. 68-69). Этот способ, реализуемый на базе передающей и приемной антенн, предусматривает облучение контролируемого провода, движущегося в направлении, параллельном вектору электрического поля электромагнитной волны между передающей и приемной антеннами. Электромагнитная волна на пути от передающей антенны к приемной дифрагирует на проводе, и сравнение интенсивности волны, поступающей в передающую антенну с интенсивностью волны, улавливаемой приемной антенной, в СВЧ-тройнике, дает возможность определить диаметр провода. Сигнал разбаланса тройника в этом случае является функцией диаметра провода.

Недостатком данного способа следует считать нестабильность результата измерения из-за температурных изменений интенсивностей (амплитуд) волн, сравниваемых в тройнике.

Техническим результатом заявляемого решения является повышение стабильности измерения.

Технический результат достигается тем, что способ определения диаметра диэлектрического полого цилиндрического изделия включает

облучение контролируемого изделия электромагнитной волной, прием и измерение параметра принятой волны, контролируемое изделие предварительно помещают в электрическое поле, принимают поляризованные волны, измеряют разность хода между этими волнами и диаметр d контролируемого изделия определяют по формуле

где δ - разность хода волн в диэлектрическом изделии, λ - длина волны, r - линейный электрооптический коэффициент, n - показатель преломления волны в полом диэлектрическом изделии при отсутствии внешнего электрического поля, Евн - напряженность внешнего электрического поля.

Сущность заявляемого изобретения, характеризуемого совокупностью указанных выше признаков, состоит в том, что благодаря искусственной анизотропии контролируемого изделия, по измерению разности хода двух поляризованных волн, формирующих при зондировании изделия электромагнитной волной, определяют диаметр диэлектрического полого цилиндрического предмета.

Наличие в заявляемом способе совокупности перечисленных существующих признаков позволяет решить поставленную задачу определения диаметра диэлектрического полого цилиндрического изделия на основе измерения разности хода двух ортогонально поляризованных волн с желаемым техническим результатом, т.е. повышением стабильности измерения контролируемого параметра.

На чертеже схематично представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство, реализующее данное техническое решение, содержит источник излучения электромагнитных волн 1, соединенный выходом с излучателем 2, первый 3 и второй 4 электроды, первый приемник 5, второй приемник 6 и интерферометр 7. На чертеже цифрой 8 обозначено диэлектрическое полое цилиндрическое изделие.

Суть предлагаемого способа заключается в следующем. В природе известны вещества, обладающие свойством анизотропии, и вещества, не обладающие этим свойством. Данный способ предусматривает измерение диаметра не обладающего анизотропией изделия.

Из теории анизотропных веществ известно, что при локации (облучении) вещества с анизотропией электромагнитной волной, благодаря анизотропии в веществе формируются поляризованные волны, распространяющиеся по веществу с разными скоростями. В соответствии с этим явление анизотропии положено в основу рассматриваемого способа.

Так как предлагаемый способ направлен на измерение диаметра неанизотропного изделия, то для приобретения анизотропии контролируемым изделием его необходимо предварительно поместить в электрическое поле, обеспечивающее анизотропию (искусственную) этому изделию.

Пусть искусственно анизотропное полое цилиндрическое изделие облучается электромагнитной волной. Тогда согласно вышесказанному в полом цилиндрическом (диэлектрическом) изделии возникнут две ортогонально поляризованные волны с разными скоростями распространения по этому цилиндрическому изделию. При этом из двух поляризованных волн одна составляющая будет распространяться перпендикулярно силовым линиям приложенного к электродам 3 и 4 электрического поля, а вторая - по направлению (параллельно) силовым линиям. Причем у составляющей, распространяющейся параллельно силовым линиям электрического поля, скорость распространения по искусственно анизотропному изделию будет меньше, чем у составляющей, распространяющейся перпендикулярно силовым линиям наружного электрического поля. В соответствии с этим для скорости параллельно силовым линиям электрического поля распространяющейся волны можно написать (изменение показателя преломления волны)

а скорости распространения перпендикулярно силовым линиям волны (постоянство показателя преломления волны) -

где c - скорость распространения электромагнитной волны в свободном пространстве, n - показатель преломления полого изделия в отсутствии внешнего электрического поля, Δn - показатель преломления изделия из-за его анизотропии, определяемый следующим выражением:

где r - линейный электрооптический коэффициент, Евн - напряженность внешнего электрического поля.

Из выше приведенных формул видно, что составляющая, распространяющаяся параллельно силовым линиям внешнего электрического поля, отстает в скорости распространения составляющей, распространяющейся перпендикулярно силовым линиям внешнего электрического поля. Поэтому, если сравнить эти составляющие при их выходе из анизотропного цилиндрического изделия, то получим разность хода между ними. В результате из-за различия скоростей распространения выше рассмотренных ортогонально поляризованных волн для разности хода можно записать

,

где l - путь, проходимый поляризованными волнами в полом цилиндрическом изделии. Совместное преобразование выражений (1) и (2) позволяет записать

l=δλ/πrn3Eвн.

В рассматриваемом случае если учесть, что измеряется диаметр цилиндрического изделия радиусом, равным высоте этого цилиндрического изделия, то с определенной точностью можно допускать, что в последней формуле вместо 1 можно использовать радиус R цилиндрического изделия. Здесь принимается, что зондирующая электромагнитная волна направляется по оси основание - основание цилиндрического изделия (на центр одного из оснований контролируемого изделия). Тогда последнее выражение может быть переписано как

R=δλ/πrn3Eвн.

Из этой формулы следует, что поляризованные волны проходят одинаковый путь в цилиндрическом изделии (радиус основания равен высоте изделия), но с различными значениями скоростей. Окончательное выражение, дающее возможность рассчитать диаметр d изделия имеет вид:

d=2δλ/πrn3Eвн.

На основании последнего выражения можно заключить, что при известных (постоянных) значениях λ, r, n и Eвн измерением δ (разность хода) можно обеспечить определение диаметра цилиндрического изделия.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом. К электродам 3 (первый) и 4 (второй) для создания анизотропии (искусственной) в диэлектрическом полом цилиндрическом изделии 8 прикладывают электрическое(внешнее) поле. Выходной сигнал источника излучения электромагнитных колебаний 1 подают на вход излучателя 2. С выхода последнего сигнал (электромагнитную волну) направляют в сторону контролируемого изделия по его оси основание-основание (перпендикулярно к силовым линиям внешнего электрического поля). Благодаря анизотропии в изделии возникают параллельно и перпендикулярно силовым линиям внешнего электрического поля поляризованные волны. Далее параллельно силовым линиям поляризованную волну принимают первым приемником 5, а перпендикулярно поляризованную - вторым приемником 6. Выходные сигналы первого и второго приемников соответственно подают на первый и второй входы интерферометра 7. В последнем измеряют разность хода (эффект искусственной анизотропии в диэлектрическом цилиндрическом изделии) между указанными выше волнами δ, которую далее используют для определения диаметра контролируемого цилиндрического изделия.

Таким образом, согласно предлагаемому способу на основе измерения разности хода двух поляризованных волн в искусственно анизотропном цилиндрическом изделии можно обеспечить, стабильность определения диаметра диэлектрического полого цилиндрического изделия.

Способ определения диаметра диэлектрического полого цилиндрического изделия, включающий облучение контролируемого изделия электромагнитной волной, прием и измерение параметра принятой волны, отличающийся тем, что контролируемое изделие предварительно помещают в электрическое поле, принимают поляризованные волны, измеряют разность хода между этими волнами и диаметр d контролируемого изделия определяют по формуле где δ - разность хода волн в диэлектрическом изделии, λ - длина волны, r - линейный электрооптический коэффициент, n - показатель преломления волны в полом диэлектрическом изделии при отсутствии внешнего электрического поля, Е- напряженность внешнего электрического поля.
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАМЕТРА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ИЗДЕЛИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАМЕТРА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ИЗДЕЛИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАМЕТРА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ИЗДЕЛИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 71-80 из 282.
20.05.2015
№216.013.4d22

Бесконтактный радиоволновый способ определения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости, в частности для измерения уровня воды, нефтепродуктов, сжиженных газов и других жидкостей. Предлагается способ измерения уровня жидкости, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551260
Дата охранного документа: 20.05.2015
20.05.2015
№216.013.4d92

Устройство для измерения физических параметров диэлектрического листового материала

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточных бесконтактных измерений физических параметров (влажности, плотности, массы, толщины и др.) различных листовых материалов, движущихся или находящихся в стационарных условиях. В частности, это устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551372
Дата охранного документа: 20.05.2015
20.05.2015
№216.013.4dac

Способ определения толщины льда

Изобретение относится к способам определения толщины льда и может быть использовано в системах управления технологическими процессами и рыболовстве. Сущность: в основу способа положено использование взаимодействия льда и полой герметичной цилиндрической эластичной оболочки с рабочей средой (1)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551398
Дата охранного документа: 20.05.2015
27.05.2015
№216.013.4eb9

Устройство для измерения физических свойств жидкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических свойств (концентрации, смеси веществ, влагосодержания, плотности и др.) жидкостей, находящихся в емкостях (технологических резервуарах, измерительных ячейках и т.п.). В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551671
Дата охранного документа: 27.05.2015
10.06.2015
№216.013.4fa9

Способ преобразования механической энергии движения текучей среды в электрическую энергию

Способ преобразования относится к области энергетики и может быть использован для преобразования механической энергии движения текучей среды в электрическую энергию. В способе поступательно движущуюся текучую среду подают в струйный генератор, преобразуют в нем поступательно движущуюся текучую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551914
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.06.2015
№216.013.510f

Способ определения состояния поверхности дороги

Изобретение относится к способам для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Контролируемый участок поверхности дороги зондируют электромагнитными волнами, принимают отраженные от этого участка поверхности электромагнитные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552272
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.07.2015
№216.013.6084

Способ контроля процесса плавки в вакуумной дуговой печи

Изобретение относится к области измерительной техники. Техническим результатом заявляемого решения является отслеживание длины дуги в процессе плавки в вакуумной дуговой печи. Технический результат достигается тем, что в способе контроля процесса плавки в вакуумной дуговой печи, включающем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556249
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.60af

Способ измерения уровня жидкости в емкости

Изобретение может быть использовано для высокоточного измерения уровня диэлектрической жидкости, находящейся в емкости, например для измерения уровня нефтепродуктов. Техническим результатом является увеличение чувствительности и точности измерений. В предлагаемом способе измерения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556292
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.60d3

Устройство для определения внешнего объема цилиндрического полого изделия

Изобретение относится к области измерительной техники. Техническим результатом заявляемого решения является упрощение процедуры обработки информационных сигналов о геометрических параметрах цилиндрического изделия. Устройство для определения внешнего объема цилиндрического полого изделия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556329
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.6154

Сеть с топологией расширенного обобщенного гиперкуба

Изобретение относится к области высокопроизводительных многопроцессорных вычислительных систем. Техническим результатом является обеспечение надежных высокоэффективных сетей с большим числом процессорных узлов. Системная сеть с топологией расширенного n-мерного R-ичного обобщенного гиперкуба,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556458
Дата охранного документа: 10.07.2015
Показаны записи 71-80 из 191.
20.05.2015
№216.013.4d22

Бесконтактный радиоволновый способ определения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости, в частности для измерения уровня воды, нефтепродуктов, сжиженных газов и других жидкостей. Предлагается способ измерения уровня жидкости, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551260
Дата охранного документа: 20.05.2015
20.05.2015
№216.013.4d92

Устройство для измерения физических параметров диэлектрического листового материала

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточных бесконтактных измерений физических параметров (влажности, плотности, массы, толщины и др.) различных листовых материалов, движущихся или находящихся в стационарных условиях. В частности, это устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551372
Дата охранного документа: 20.05.2015
20.05.2015
№216.013.4dac

Способ определения толщины льда

Изобретение относится к способам определения толщины льда и может быть использовано в системах управления технологическими процессами и рыболовстве. Сущность: в основу способа положено использование взаимодействия льда и полой герметичной цилиндрической эластичной оболочки с рабочей средой (1)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551398
Дата охранного документа: 20.05.2015
27.05.2015
№216.013.4eb9

Устройство для измерения физических свойств жидкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических свойств (концентрации, смеси веществ, влагосодержания, плотности и др.) жидкостей, находящихся в емкостях (технологических резервуарах, измерительных ячейках и т.п.). В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551671
Дата охранного документа: 27.05.2015
10.06.2015
№216.013.4fa9

Способ преобразования механической энергии движения текучей среды в электрическую энергию

Способ преобразования относится к области энергетики и может быть использован для преобразования механической энергии движения текучей среды в электрическую энергию. В способе поступательно движущуюся текучую среду подают в струйный генератор, преобразуют в нем поступательно движущуюся текучую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551914
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.06.2015
№216.013.510f

Способ определения состояния поверхности дороги

Изобретение относится к способам для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Контролируемый участок поверхности дороги зондируют электромагнитными волнами, принимают отраженные от этого участка поверхности электромагнитные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552272
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.07.2015
№216.013.6084

Способ контроля процесса плавки в вакуумной дуговой печи

Изобретение относится к области измерительной техники. Техническим результатом заявляемого решения является отслеживание длины дуги в процессе плавки в вакуумной дуговой печи. Технический результат достигается тем, что в способе контроля процесса плавки в вакуумной дуговой печи, включающем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556249
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.60af

Способ измерения уровня жидкости в емкости

Изобретение может быть использовано для высокоточного измерения уровня диэлектрической жидкости, находящейся в емкости, например для измерения уровня нефтепродуктов. Техническим результатом является увеличение чувствительности и точности измерений. В предлагаемом способе измерения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556292
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.60d3

Устройство для определения внешнего объема цилиндрического полого изделия

Изобретение относится к области измерительной техники. Техническим результатом заявляемого решения является упрощение процедуры обработки информационных сигналов о геометрических параметрах цилиндрического изделия. Устройство для определения внешнего объема цилиндрического полого изделия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556329
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.6154

Сеть с топологией расширенного обобщенного гиперкуба

Изобретение относится к области высокопроизводительных многопроцессорных вычислительных систем. Техническим результатом является обеспечение надежных высокоэффективных сетей с большим числом процессорных узлов. Системная сеть с топологией расширенного n-мерного R-ичного обобщенного гиперкуба,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556458
Дата охранного документа: 10.07.2015
+ добавить свой РИД