×
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 171-180 из 282.
04.04.2018
№218.016.3426

Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости

Изобретение может быть использовано для измерения количества (объема, массы) диэлектрической жидкости в металлической емкости произвольной конфигурации независимо от ее диэлектрической проницаемости. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей способа измерения. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645813
Дата охранного документа: 28.02.2018
04.04.2018
№218.016.351d

Устройство преобразования механической энергии движения водной среды в электрическую энергию

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для преобразования механической энергии движения водной среды в электрическую энергию. Устройство для преобразования энергии движения водной среды 1 в электрическую энергию содержит опору 2, герметизированное гибкое полотнище...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645842
Дата охранного документа: 28.02.2018
04.04.2018
№218.016.3578

Способ определения уровня жидкости в емкости

Изобретение может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости, независимо от электрофизических параметров жидкости. Техническим результатом является повышение точности измерений. В способе определения уровня жидкости в емкости, при котором,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645836
Дата охранного документа: 28.02.2018
10.05.2018
№218.016.3976

Устройство для измерения толщины покрытий

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники. Техническим результатом является повышение точности измерения толщины покрытий. Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения толщины покрытий, содержащее чувствительный элемент в виде трансформатора с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647180
Дата охранного документа: 14.03.2018
10.05.2018
№218.016.3995

Способ измерения положения границы раздела двух сред в емкости

Изобретение может быть использовано для высокоточного определения положения границы раздела двух сред, находящихся в емкости, в частности двух несмешивающихся жидкостей с разной плотностью. Техническим результатом является повышение точности измерений. В емкости со средами размещают вертикально...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647182
Дата охранного документа: 14.03.2018
10.05.2018
№218.016.39f9

Способ измерения положения границ раздела между компонентами трехкомпонентной среды в емкости

Изобретение может быть использовано для определения границ раздела в трехкомпонентной среде, в частности воздуха и двух жидкостей с разной плотностью. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей способа. В способе измерения, при котором в емкости со средой размещают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647186
Дата охранного документа: 14.03.2018
10.05.2018
№218.016.3a23

Устройство для идентификации стадии жизненного цикла тематики научных лабораторий

Изобретение относится к устройству для идентификации стадий жизненного цикла тематики научных лабораторий. Технический результат заключается в автоматизации определения конкретной стадии жизненного цикла исследований. Устройство содержит с первого по десятый входные регистры, с первого по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647644
Дата охранного документа: 16.03.2018
10.05.2018
№218.016.432a

Бесконтактный радиоволновый уровнемер

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости в емкости. Технический результат - повышение точности измерения в предлагаемом уровнемере - достигается тем, что он содержит последовательно соединенные модулятор, генератор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649665
Дата охранного документа: 04.04.2018
10.05.2018
№218.016.4378

Способ измерения уровня и проводимости электропроводящей среды и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к электрическим методам измерения и предназначены для определения уровня и проводимости электропроводящей жидкости в резервуарах в условиях неконтролируемого изменения ее проводимости. Предлагаемый способ измерения и устройство для его осуществления позволяют исключить эту...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649672
Дата охранного документа: 04.04.2018
10.05.2018
№218.016.470b

Способ измерения внутреннего диаметра металлической трубы

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения внутреннего диаметра металлических труб как готовых изделий, так и при их производстве, в том числе при их производстве, например, по методу центробежного литья на металлургических,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650605
Дата охранного документа: 16.04.2018
Показаны записи 171-180 из 191.
04.04.2018
№218.016.3426

Способ определения количества диэлектрической жидкости в металлической емкости

Изобретение может быть использовано для измерения количества (объема, массы) диэлектрической жидкости в металлической емкости произвольной конфигурации независимо от ее диэлектрической проницаемости. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей способа измерения. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645813
Дата охранного документа: 28.02.2018
04.04.2018
№218.016.351d

Устройство преобразования механической энергии движения водной среды в электрическую энергию

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для преобразования механической энергии движения водной среды в электрическую энергию. Устройство для преобразования энергии движения водной среды 1 в электрическую энергию содержит опору 2, герметизированное гибкое полотнище...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645842
Дата охранного документа: 28.02.2018
04.04.2018
№218.016.3578

Способ определения уровня жидкости в емкости

Изобретение может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости, независимо от электрофизических параметров жидкости. Техническим результатом является повышение точности измерений. В способе определения уровня жидкости в емкости, при котором,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645836
Дата охранного документа: 28.02.2018
10.05.2018
№218.016.3976

Устройство для измерения толщины покрытий

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники. Техническим результатом является повышение точности измерения толщины покрытий. Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения толщины покрытий, содержащее чувствительный элемент в виде трансформатора с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647180
Дата охранного документа: 14.03.2018
29.05.2018
№218.016.5772

Устройство для контроля и измерения сопротивления изоляции

Изобретение относится к электрическим измерениям, а именно к измерениям сопротивления изоляции электрических сетей любого рода тока. Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение быстродействия и расширение функциональной возможности. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654917
Дата охранного документа: 23.05.2018
29.05.2018
№218.016.5787

Устройство для измерения оборотов диска индукционного счетчика

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники. Устройство для измерения оборотов диска индукционного счетчика содержит источник электрической сети, соединенный с входами катушки напряжения и токовой катушки, вращающейся между ними алюминиевый диск и постоянный магнит, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654919
Дата охранного документа: 23.05.2018
29.05.2018
№218.016.57f0

Устройство для измерения малых значений токов

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники. Сущность заявленного технического решения заключает в том, что устройство для измерения малых значений тока содержит первичный преобразователь, выполненный в виде неподвижной катушки и подвижного сердечника, микроволновой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654911
Дата охранного документа: 23.05.2018
23.10.2018
№218.016.9526

Устройство для определения количества бурового раствора в емкости

Изобретение относится к области метрологии, в частности к устройствам для определения количества бурового раствора в емкости. Устройство содержит источник электромагнитных колебаний, детектор, усилитель, передающий и приемный отрезки прямоугольного волновода, диэлектрический волновод,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670367
Дата охранного документа: 22.10.2018
23.10.2018
№218.016.9537

Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры относится к области информационно-измерительной техники. Заявлено устройство для измерения температуры, содержащее чувствительный элемент в виде термопары и усилитель, введены микроволновый генератор с варакторной перестройкой частоты, источник постоянного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670355
Дата охранного документа: 22.10.2018
26.10.2018
№218.016.965a

Устройство для измерения угла поворота дроссельной заслонки

Изобретение относится к метрологии, в частности к устройствам для измерения угла поворота дроссельной заслонки. Устройство содержит генератор электромагнитных колебаний, соединенный первым плечом с источником питания, и измеритель, волноводный циркулятор, отрезок прямоугольного волновода,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670701
Дата охранного документа: 24.10.2018
+ добавить свой РИД