×
10.07.2015
216.013.60d3

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНЕШНЕГО ОБЪЕМА ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ПОЛОГО ИЗДЕЛИЯ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002556329
Дата охранного документа
10.07.2015
Аннотация: 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 содержит первый источник излучения и первый приемник излучения. Дополнительно введены второй источник излучения, второй, третий и четвертый приемники излучения, первый и второй корреляторы, вычислитель, первая и вторая пара электродов для приложения электрических полей к контролируемому изделию. При этом выход первого приемника соединен с первым входом первого коррелятора, второй вход которого подключен к выходу четвертого приемника, выход третьего приемника соединен с первым входом второго коррелятора, второй вход которого подключен к выходу второго приемника, выход первого коррелятора соединен с первым входом вычислителя, второй вход которого подключен к выходу второго коррелятора, выход вычислителя является выходом устройства. 1 ил.
Основные результаты: Устройство для определения внешнего объема цилиндрического полого изделия, содержащее первый источник излучения и первый приемник излучения, отличающееся тем, что в него введены второй источник излучения, второй, третий и четвертый приемники излучения, первый и второй корреляторы, вычислитель, первая и вторая пара электродов для приложения электрических полей к контролируемому изделию, при этом выход первого приемника соединен с первым входом первого коррелятора, второй вход которого подключен к выходу четвертого приемника, выход третьего приемника соединен с первым входом второго коррелятора, второй вход которого подключен к выходу второго приемника, выход первого коррелятора соединен с первым входом вычислителя, второй вход которого подключен к выходу второго коррелятора, а выход вычислителя является выходом устройства.

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

Известно устройство измерения формы цилиндра лазерным доплеровским методом (Белоусова О.П., Белоусов П.П., Белоусов П.Я. «Измерение формы цилиндра лазерным доплеровским методом». Материалы 11-ой Международной научно-технической конференции «Оптические методы исследования потоков (ОМИП)», Москва, 27-30 июня 2011 г., Издательский дом МЭИ, 2011 г.; стр.9). Оптический метод измерения формы цилиндра, описанный в этом техническом решении, основан на измерении линейной скорости цилиндра, катящегося по ровным направляющим опорам. Согласно этому методу, определение зависимости радиуса цилиндра от полярного угла дает возможность измерить малые отклонения формы направляющей от круглой. Устройство предназначено для диагностики формы круглых объектов в механике.

Недостатком этого известного устройства является сложность измерения доплеровской частоты, связанной с линейной скоростью катящегося по ровным направляющим опорам цилиндра при его вибрации.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является принятое автором за прототип устройство для бесконтактного измерения геометрических параметров цилиндрических изделий (патент №2178140, МПК G01B 11/30, 10.01.2002). В этом устройстве, содержащем источник лазерного излучения, фотоприемник, измерители диаметров и высоты, буферный запоминающий блок, блоки аналого-цифрового преобразователя и цифровой обработки, соединенные последовательно с компьютером, при облучении поверхности контролируемого изделия, принимается отраженный от поверхности изделия сигнал и после обработки этого сигнала в компьютере с учетом трех измерений диаметра и отклонения прямолинейности, а также одного измерения диаметра изделия, выдается информация о геометрическом параметре цилиндрического изделия.

Недостатком данного устройства можно считать сложность процедуры обработки информационных сигналов о геометрических параметрах контролируемого изделия.

Техническим результатом заявляемого решения является упрощение процедуры обработки информационных сигналов о геометрических параметрах цилиндрического изделия.

Технический результат достигается тем, что устройство для определения внешнего объема цилиндрического полого изделия содержит первый источник излучения и первый приемник излучения, введены второй источник излучения, второй, третий и четвертый приемники излучения, первый и второй корреляторы, вычислитель, первая и вторая пара электродов для приложения электрических полей к контролируемому изделию, причем выход первого приемника соединен с первым входом первого коррелятора, второй вход которого подключен к выходу четвертого приемника, выход третьего приемника соединен с первым входом второго коррелятора, второй вход которого подключен к выходу второго приемника, выход первого коррелятора соединен с первым входом вычислителя, второй вход которого подключен к выходу второго коррелятора, выход вычислителя является выходом устройства.

Сущность заявляемого изобретения, характеризуемого совокупностью указанных выше признаков, состоит в том, что при двойной искусственной поляризации цилиндрического полого изделия измерение времен отставания двух пар ортогонально поляризованных электромагнитных волн, дающее возможность вычислить одновременно диаметр и высоту контролируемого изделия, обеспечивает определение внешнего объема цилиндра.

Наличие в заявляемом способе совокупности перечисленных существующих признаков позволяет решить задачу определения внешнего объема цилиндрического полого изделия на основе одновременного измерения высоты и диаметра цилиндра с дальнейшей несложной корреляционной обработкой информативных сигналов, полученных при облучении искусственно поляризованного изделия двумя парами ортогонально направленными электромагнитными волнами с желаемым техническим результатом, т.е. упрощением процедуры обработки информационных сигналов о геометрических параметрах цилиндрического изделия.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Данное устройство содержит первый 1 и второй 2 электроды, первый 3 и второй 4 источники излучения, третий 5 и четвертый 6 электроды, первый 7, второй 8, третий 9 и четвертый 10 приемники излучения, первый 11 и второй 12 корреляторы, вычислитель 13. На чертеже цифрой 14 обозначено цилиндрическое изделие.

Устройство работает следующим образом. Предварительно неанизотропное цилиндрическое изделие, высота которого больше диаметра, помещают в двойное электрическое поле, образованное посредством приложения напряжений к первому 1, второму 2, третьему 5 и четвертому 6 электродам соответственно. В результате воздействия на изделие таких двух электрических полей с взаимно перпендикулярными силовыми линиями изделие приобретает искусственную двойную анизотропию. После этого электромагнитными волнами первого 3 и второго 4 источников излучения облучают цилиндрическое изделие 14. При этом зондирующую волну с выхода источника 3 направляют по линии высоты цилиндрического изделия, а волну с выхода источника 4 - по линии диаметра цилиндрического изделия. Эти волны благодаря наличию двойной искусственной анизотропии в изделии поляризуются ортогонально. Другими словами, первым приемником 7 принимают поляризованную волну, направленную параллельно силовым линиям электрического поля (первого электрического поля), образованного электродами 1 и 2, а поляризованную волну, направленную перпендикулярно силовым линиям первого электрического поля, - третьим приемником 9. Аналогично, вторым приемником 8 принимают поляризованную волну, направленную параллельно силовым линиям электрического поля (второго электрического поля), образованного электродами 5 и 6, а поляризованную волну, направленную перпендикулярно силовым линиям второго электрического поля, - четвертым приемником 10. В рассматриваемом случае ввиду двойной анизотропии поляризованные волны, улавливаемые приемниками 7 и 8, будут распространяться через изделие с одной скоростью, а поляризованные волны, улавливаемые приемниками 9 и 10,Ю - другой скоростью. В силу этого для скоростей распространения поляризованных волн, улавливаемых приемниками 7 и 8, можно написать

υп=c/nΔn,

а для скоростей распространения поляризованных волн, улавливаемых приемниками 9 и 10, можно написать

υo=c/n.

Здесь υп и υo - скорости распространения поляризованных волн, улавливаемых приемниками 7, 8, 9 и 10 соответственно; с - скорость распространения электромагнитной волны в свободном пространстве, n - показатель преломления волны при отсутствии анизотропии (показатель преломления среды для волны с плоскостью поляризации, ортогональной силовым линиям поля зондирующей волны), определяемый диэлектрической проницаемостью контролируемого вещества без учета его анизотропных свойств, Δn - показатель преломления волны (показатель преломления среды для волны с плоскостью поляризации, параллельной силовым линиям поля зондирующей волны), связанный с диэлектрической проницаемостью вещества из-за его анизотропных свойств.

Из анализа выше приведенных выражений видно, что волны, улавливаемые, приемниками 7 и 8 отстают в скорости распространения волн, улавливаемых приемниками 9 и 10.

В данном случае для времен распространения поляризованных волн, направленных по линии высоты и диаметра цилиндрического изделия и улавливаемых приемниками 7 и 8, можно записать

t1=HnΔn/c;

t2=dnΔn/с,

где Н и d - высота и диаметр, например, диэлектрического цилиндрического полого изделия, t1 - время распространения волны, улавливаемой приемником 7, t2 - волны, улавливаемой приемником 8. Здесь для показателя преломления Δn принимается

Δn=rn3Eвн/2,

здесь r - линейный электрооптический эффект, Евн - напряженность внешнего электрического поля. Аналогичным образом для времен распространения волн, улавливаемых приемниками 9 и 10, можно принимать

t3=Hn/с;

t4=dn/c,

где t3 и t4 - время распространения волн по линиям высоты и диаметра цилиндрического изделия, улавливаемых соответственно приемниками 9 и 10.

Из сравнения t1=HnΔn/c и t3=Hn/с видно, что время (t1) распространения по линии высоты цилиндра поляризованной параллельно силовым линиям первого электрического поля волны превосходит время (t3) распространения по линии высоты цилиндра поляризованной перпендикулярно силовым линиям второго электрического поля волны. Аналогично, при сравнении t2=dnΔn/c и t4=dn/c - время (t2) распространения по линии диаметра цилиндра поляризованной параллельно силовым линиям второго электрического поля волны - время (t4) распространения по линии диаметра цилиндра поляризованной перпендикулярно силовым линиям первого электрического поля волны. В рассматриваемом случае для вычисления временных отставаний указанных поляризованных волн можно использовать взаимокорреляционые свойства двух сигналов. Согласно этой теории, опережающие поляризованные волны будут задерживаться во времени относительно отстающих поляризованных волн. В силу этого, если обозначить время задержки поляризованной волны с временем распространения t3=Hn/с τ1, то после корреляционной обработки этой волны и поляризованной волны с временем распространения t1=HnΔn/c, для τ1 можно записать

τ1=(HnΔn-Hn)/c.

Отсюда можно определить высоту цилиндрического диэлектрического изделия как

H=τ1C/(nΔn-1).

Таким образом, после корреляционной обработки двух сигналов, соответствующих двум поляризованным волнам, путем измерения времени задержки опережающего сигнала можно судить о величине высоты контролируемого изделия. Аналогичным образом, для времени задержки поляризованной волны с временем распространения t4=dn/c τ2, после корреляционный обработки этой волны с поляризованной волной с временем распространения t2=nΔn/c, можно записать

τ2=(dnΔn-dn)/c.

Отсюда для диаметра цилиндрического диэлектрического изделия можно принимать

d=τ2c/(nΔn-1).

Итак, при постоянных значениях r, с, n, Δn и напряженностей двух электрических полей посредством одновременного измерения диаметра и высоты цилиндрического диэлектрического изделия 14 можно вычислить внешний объем этого изделия.

В данном техническом решении для оценки времени задержки τ1, выходные сигналы приемников 7 и 9, подают на первый и второй входы первого 11 коррелятора соответственно, а τ2, выходные сигналы приемников 8 и 10, - на первый и второй входы второго коррелятора 12 соответственно. Выходные сигналы первого и второго корреляторов, соответствующие временам задержки τ1 и τ2, поступают на первый и второй входы вычислителя 13. Здесь отображается информация о величине внешнего объема цилиндрического полого диэлектрического изделия.

Согласно принципу действия предлагаемого технического решения, местом ввода электромагнитных волн в контролируемое изделие может служить край изделия таким образом, чтобы возникающие ортогонально поляризованные составляющие вводимых волн распространялись по линиям высоты и диаметра цилиндрического изделия. Кроме того, необходимым условием при приобретении равномерной двойной анизотропии контролируемым изделием является идентичность параметров двух электрических полей. Характеристики двух источников и четырех приемников излучения также должны быть идентичными.

Таким образом, согласно предлагаемому устройству на основе одновременного измерения высоты и диаметра цилиндра с последующей несложной корреляционной обработкой сигналов, связанных с ними, можно обеспечить упрощение процедуры обработки результатов измерения внешнего объема цилиндрического полого изделия.

Устройство для определения внешнего объема цилиндрического полого изделия, содержащее первый источник излучения и первый приемник излучения, отличающееся тем, что в него введены второй источник излучения, второй, третий и четвертый приемники излучения, первый и второй корреляторы, вычислитель, первая и вторая пара электродов для приложения электрических полей к контролируемому изделию, при этом выход первого приемника соединен с первым входом первого коррелятора, второй вход которого подключен к выходу четвертого приемника, выход третьего приемника соединен с первым входом второго коррелятора, второй вход которого подключен к выходу второго приемника, выход первого коррелятора соединен с первым входом вычислителя, второй вход которого подключен к выходу второго коррелятора, а выход вычислителя является выходом устройства.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНЕШНЕГО ОБЪЕМА ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ПОЛОГО ИЗДЕЛИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 141-150 из 282.
25.08.2017
№217.015.ce89

Способ определения положения границ раздела между компонентами трехкомпонентной среды в емкости

Изобретение может быть использовано для высокоточного определения положения границ раздела сред, в частности воздуха и двух несмешивающихся жидкостей с разной плотностью. Техническим результатом является упрощение процесса измерения и повышение точности. В способе определения положения границ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620780
Дата охранного документа: 29.05.2017
25.08.2017
№217.015.cea4

Способ измерения массового расхода жидких сред

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного измерения скорости потока и расхода диэлектрических жидкостей в трубопроводах, в частности при трубопроводной транспортировке нефтепродуктов, сжиженных газов. Способ измерения массового расхода жидких сред...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620774
Дата охранного документа: 29.05.2017
25.08.2017
№217.015.cedd

Устройство для измерения массового расхода жидких сред

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного измерения скорости потока и расхода диэлектрических жидкостей в трубопроводах. В частности, при трубопроводной транспортировке нефтепродуктов, сжиженных газов. Устройство для измерения расхода жидких сред...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620779
Дата охранного документа: 29.05.2017
26.08.2017
№217.015.e31f

Устройство для бесконтактного измерения диаметра провода

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения диаметра провода как готового изделия, так и при его производстве. Предлагаемое устройство для бесконтактного измерения диаметра провода содержит размещаемую снаружи провода коаксиально с ним...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626063
Дата охранного документа: 21.07.2017
26.08.2017
№217.015.e377

Способ измерения уровня жидкости и сыпучих сред в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости и сыпучих сред, находящихся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов, цемента и др. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626386
Дата охранного документа: 26.07.2017
26.08.2017
№217.015.e380

Устройство для измерения электрического тока

Предлагаемое устройство относится к области информационно-измерительной техники. Техническим результатом является повышение точности и чувствительности измерения электрического тока. Устройство для измерения электрического тока содержит измерительную цепь, подключенную к входу нагревателя, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626387
Дата охранного документа: 26.07.2017
26.08.2017
№217.015.e3c4

Способ измерения физических свойств жидкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения физических свойств, например, плотности, концентрации смесей, влагосодержания и др., различных диэлектрических жидкостей, находящихся в электромагнитном поле волновода. Предложенный способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626409
Дата охранного документа: 27.07.2017
26.08.2017
№217.015.e3d6

Способ контроля сварных швов труб

Использование: для контроля сварных швов труб. Сущность изобретения заключается в том, что зондируют поверхность сварного шва трубы лучом и по принимаемому сигналу определяют предельные значения характеристик дефекта сварного шва по сравнению с нормативными параметрами, при этом трубу закрытыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626307
Дата охранного документа: 25.07.2017
26.08.2017
№217.015.e42a

Способ диагностики механизмов, агрегатов и машин на основе оценки микровариаций вращения вала

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для диагностики состояния механизмов, агрегатов и машин, составной частью которых являются элементы, совершающие вращательное движение. Способ заключается в том, что на валу контролируемого изделия устанавливают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626388
Дата охранного документа: 26.07.2017
26.08.2017
№217.015.e42c

Радиоволновый способ измерения путевой скорости и угла сноса летательного аппарата

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения путевой скорости и угла сноса летательного аппарата в автономных навигационных системах с использованием электромагнитных волн. Достигаемый технический результат - увеличение точности измерений. Указанный результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626411
Дата охранного документа: 27.07.2017
Показаны записи 141-150 из 191.
25.08.2017
№217.015.ce89

Способ определения положения границ раздела между компонентами трехкомпонентной среды в емкости

Изобретение может быть использовано для высокоточного определения положения границ раздела сред, в частности воздуха и двух несмешивающихся жидкостей с разной плотностью. Техническим результатом является упрощение процесса измерения и повышение точности. В способе определения положения границ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620780
Дата охранного документа: 29.05.2017
25.08.2017
№217.015.cea4

Способ измерения массового расхода жидких сред

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного измерения скорости потока и расхода диэлектрических жидкостей в трубопроводах, в частности при трубопроводной транспортировке нефтепродуктов, сжиженных газов. Способ измерения массового расхода жидких сред...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620774
Дата охранного документа: 29.05.2017
25.08.2017
№217.015.cedd

Устройство для измерения массового расхода жидких сред

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного измерения скорости потока и расхода диэлектрических жидкостей в трубопроводах. В частности, при трубопроводной транспортировке нефтепродуктов, сжиженных газов. Устройство для измерения расхода жидких сред...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620779
Дата охранного документа: 29.05.2017
26.08.2017
№217.015.e31f

Устройство для бесконтактного измерения диаметра провода

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения диаметра провода как готового изделия, так и при его производстве. Предлагаемое устройство для бесконтактного измерения диаметра провода содержит размещаемую снаружи провода коаксиально с ним...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626063
Дата охранного документа: 21.07.2017
26.08.2017
№217.015.e377

Способ измерения уровня жидкости и сыпучих сред в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости и сыпучих сред, находящихся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов, цемента и др. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626386
Дата охранного документа: 26.07.2017
26.08.2017
№217.015.e380

Устройство для измерения электрического тока

Предлагаемое устройство относится к области информационно-измерительной техники. Техническим результатом является повышение точности и чувствительности измерения электрического тока. Устройство для измерения электрического тока содержит измерительную цепь, подключенную к входу нагревателя, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626387
Дата охранного документа: 26.07.2017
26.08.2017
№217.015.e3c4

Способ измерения физических свойств жидкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения физических свойств, например, плотности, концентрации смесей, влагосодержания и др., различных диэлектрических жидкостей, находящихся в электромагнитном поле волновода. Предложенный способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626409
Дата охранного документа: 27.07.2017
26.08.2017
№217.015.e3d6

Способ контроля сварных швов труб

Использование: для контроля сварных швов труб. Сущность изобретения заключается в том, что зондируют поверхность сварного шва трубы лучом и по принимаемому сигналу определяют предельные значения характеристик дефекта сварного шва по сравнению с нормативными параметрами, при этом трубу закрытыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626307
Дата охранного документа: 25.07.2017
26.08.2017
№217.015.e42a

Способ диагностики механизмов, агрегатов и машин на основе оценки микровариаций вращения вала

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для диагностики состояния механизмов, агрегатов и машин, составной частью которых являются элементы, совершающие вращательное движение. Способ заключается в том, что на валу контролируемого изделия устанавливают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626388
Дата охранного документа: 26.07.2017
26.08.2017
№217.015.e42c

Радиоволновый способ измерения путевой скорости и угла сноса летательного аппарата

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения путевой скорости и угла сноса летательного аппарата в автономных навигационных системах с использованием электромагнитных волн. Достигаемый технический результат - увеличение точности измерений. Указанный результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626411
Дата охранного документа: 27.07.2017
+ добавить свой РИД