20.09.2015
216.013.7d01

ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ НА ОСНОВЕ ПЛЕНКИ VO

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к оптическим датчикам, предназначенным для измерения линейных перемещений объекта наблюдения. Датчик линейных перемещений содержит источник света и подложку. На последней размещены две прямолинейные шкалы в виде первого и второго рядов полосок, разделенных общей проводящий шиной. Полоски выполнены из материала с гистерезисной зависимостью сопротивления от температуры. Ряды полосок смещены относительно друг друга на одну полоску. Каждая из последних имеет сигнальный вывод. На другой стороне подложки расположены пленочные нагреватель и термопара. Термочувствительные полоски подключены к аналоговому коммутатору, входящему в интерфейс измерительной системы. Световая полоса излучения по высоте равна вертикальному размеру двойной шкалы из термочувствительных полосок. При этом подложка установлена в герметичной камере с прозрачной боковой стенкой, на верхней и нижней гранях которой выполнены выступы с продольными пазами. Источник излучения установлен на подвижной каретке, закрепленной с возможностью перемещения по пазам выступов с помощью расположенных в этих пазах шариков, закрепленных на верхней и нижней гранях каретки. Технический результат - повышение точности измерения за счет механической связи датчика с объектом наблюдения, получение компактной конструкции, которая может использоваться автономно в полевых условиях. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к методам измерения неэлектрических величин и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений объекта наблюдения.

Известно устройство, содержащие подложку, покрытую термочувствительными элементами из пленки VOx. Источник света помещается на контрольном объекте. При движении объекта световой луч перемещается относительно чувствительных элементов, которые обладают памятью воздействия. Облученный элемент изменяет свое сопротивление. Выходной импульс с каждого элемента подсчитывается реверсивным счетчиком. Разрешающая способность датчика определяется размером элемента. (Бриндли К. Измерительные преобразователи: Справочное пособие: Перевод с английского. - Энергоатомиздат, 1991, 144 с.) .Недостатками устройства является необходимость возвращение подложки в начальное положение для возможности проведения измерения объекта наблюдения.

Наиболее близким предлагаемому изобретению является датчик перемещений, содержащий источник света, установленный на объекте наблюдателя, подложку с прямолинейной или угловой шкалой, образованной поглощающими полосками, расположенными на подложке на расстоянии друг от друга, равными размеру полоски, полоски на подложке расположены с образованием первого и второго рядов, смещенных относительно полосок второго ряда на одну полоску, полоски выполнены из материала с гистерезисной зависимостью сопротивления от температуры и каждая полоска снабжена сигнальным выводом, на другой стороне подложки размещены пленочные нагреватель и термопара, термочувствительные полоски подключены к аналоговому коммутатору, входящему в интерфейс измерительной системы (патент РФ №2297605. Датчик перемещений, МПК G01K 1/00 / А.С Олейник. Опубл. 20.04.2007).

Недостатками устройства являются необходимость закрепления источника света на контролируемом объекте наблюдения.

Основными требованиями, предъявляемыми к датчикам перемещения, являются: автономность, малые габариты, устойчивость к внешним воздействиям окружающей среды.

Рассмотренные выше датчики перемещения воспринимают перемещение объекта дистанционно. В оптическом датчике имеется подложка, покрытая элементами из пленки VOx. Источник света помещается на контрольном объекте. При движении объекта световой луч перемещается относительно чувствительных элементов, которые обладают памятью воздействия. Облученный элемент изменяет свое сопротивление. Выходной импульс с каждого элемента подсчитывается реверсивным счетчиком. Разрешающая способность датчика определяется размером элемента.

Задачей настоящего изобретения является

- повышение точности измерения за счет осуществления механического контакта между объектом наблюдения и датчиком линейных перемещений,

- обеспечение автономного режима измерений датчиком, пригодным для эксплуатации в полевых условиях.

Поставленная задача достигается тем, что подложка установлена в герметичной камере с прозрачной боковой стенкой, на верхней и нижней гранях которой выполнены выступы с продольными пазами, источник излучения установлен на подвижной каретке, закрепленной с возможностью перемещения по пазам выступов с помощью расположенных в этих пазах шариков, закрепленных на верхней и нижней гранях каретки.

Технический результат - повышение точности измерения за счет механической связи датчика с объектом наблюдения, получение компактной конструкции датчика, которая может использоваться автономно в полевых условиях.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что подвижная каретка датчика, скользящая на металлических шарах, обеспечивает практически безлюфтовое соединение объекта наблюдения с датчиком. Использование фокона дополнительно сужает ширину световой полосы, что повышает точность измерения. Герметичная камера датчика с прозрачной крышкой надежно защищает термочувствительный слой датчика от воздействия окружающей среды.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3. На фиг. 1 приведен общий вид датчика линейных перемещений, на фиг. 2 показан внешний вид каретки с защелками, на фиг. 3 приведена топология пленочных элементов датчика, на фиг. 4 приведена гистерезисная зависимость термочувствительного слоя датчика.

На Фиг. 1 показан внешний вид датчика линейных перемещений. Датчик представляет собой прямоугольную герметичную камеру 1 с прозрачной стенкой 2. В камере имеются выступы 3, на внутренних верхней и нижней гранях которых выполнены продольные пазы 4. Внутри выступов 3 установлена с помощью металлических шаров 5 каретка 6, имеющая пазы 7 на своих верхней и нижней гранях. На боковых гранях каретки 6 расположены защелки 8, препятствующие сдвигу шаров из-под каретки. Каретка 6 свободно перемещается вперед/назад вдоль герметичной камеры 1. На каретке 6 установлен штырь 9, обеспечивающий механическое крепление наблюдаемого объекта относительно датчика, и световод 10, сопряженный со светодиодом. Внутри камеры расположена подложка 11, покрытая термочувствительными элементами в виде шкалы 12. На верхней поверхности кожуха размещены цифровой индикатор 13, элементы управления и сигнализации 14, а внутри камеры находится плата со схемой управления датчиком 15.

На фиг. 2 показан внешний вид каретки. На верхней и и нижней гранях каретки 6 выполнены пазы 4. Высота каретки соответствует расстоянию между выступами 3 герметичной камеры 1 (должен быть минимальный зазор). На ширине каретки 6 умещается по два шара (сверху и снизу) на каждой грани. Шары 5 расположены вплотную друг к другу и удерживаются в таком положении благодаря наличию защелок 8, размещенных на боковых гранях каретки 6. Защелка 8 представляет собой плоскую пластину из пружинистой стали. Размеры шаровидных зазоров между пазами 4 внутренних выступов 3 камеры 1 и пазами 7 граняей каретки 6 должны соответствовать размеру шаров. Перемещению каретки 6, при передаче усилия от объекта наблюдения за счет механической связи, противодействует трение качения шаров, величина которого незначительна. Для обеспечения работы устройства в диапазоне температур +40 - -40°С в зазор между шарами вводят органическую смазку (Циатим).

На Фиг. 3 показана топология пленочных слоев подложки 11: на лицевой стороне расположена линейка из термочувствительных элементов с контактами 12; на обратной стороне подложки размещены пленочный нагреватель 16 и термодатчик 17.

На Фиг. 4 приведена гистерезисная зависимость сопротивления термочувствительного слоя от температуры.

В качестве термочувствительного слоя датчика используется пленка VO2 толщиной 100 нм. Ширина петли температурной гистерезисной пленки VO2 равна 21°С, при этом скачок электропроводности равен 20:1. Путем термостатирования пленки VO2 на уровне 45°С реализуется режим внутренней памяти. Фазовый переход полупроводник-металл (ФППМ) в пленке VO2 имеет гистерезисный характер и протекает в диапазоне 44-69°С.

Устройство работает следующим образом.

Световой луч в форме полосы облучает поверхность термочувствительного элемента, который нагреваясь изменяет свое сопротивление. При движении объекта световой луч перемещается относительно термочувствительных элементов, которые обладают памятью воздействия. Термочувствительные элементы электрически соединены со счетчиком импульсов. Выходной импульс с каждого элемента подсчитывается реверсивным счетчиком. Точность датчика определяется размером термочувствительного элемента.

Пример.

Был изготовлен датчик линейных перемещений, представляющий собой прямоугольный корпус. Внутри корпуса с помощью системы металлических шаров крепится каретка внутри основания с возможностью перемещения вдоль основания. На каретке размещены светодиод L-53SF7C и металлический штырь, с помощью которого происходит механическое соединение перемещаемого объекта и датчика. В полости основания расположена герметичная камера, закрытая прозрачной крышкой. В камере расположена диэлектрическая подложка, лицевая сторона которой покрыта термочувствительными элементами из пленки VOx с электродами из Ni. На обратной стороне подложке размещен пленочный нагреватель из NiCr и термодатчик. С помощью пленочного нагревателя и терморегулятора точность термостатирования термочувствительных полосок датчика составляет ±1°С. Для устойчивой работы датчика требуется обеспечить нагрев термочувствительного слоя на 5°С. Постоянная времени датчика не более 10-4с, при этом облученность термочувствительного для его нагрева на 5°С составляет 40 мДж/мм2. При постоянной засветке термочувствительного слоя облученность для его нагрева на 5°С составляет 8,5 нВт/мм2. Пленочный нагреватель обеспечивает нагрев пленки VO2 до температуры, равной середине петли гистерезиса. Наличие внутренней памяти у термочувствительного слоя теплового датчика на основе пленки VO2 обеспечивает абсолютную фиксацию объекта наблюдения и резко упрощает схему управления.

Схема управления датчиком описана (патент РФ №2297605 Датчик перемещений, МПК G01K 1/00 / А.С. Олейник. Опубл. 20.04.2007).


ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ НА ОСНОВЕ ПЛЕНКИ VO
ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ НА ОСНОВЕ ПЛЕНКИ VO
ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ НА ОСНОВЕ ПЛЕНКИ VO
ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ НА ОСНОВЕ ПЛЕНКИ VO
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 84.
20.01.2013
№216.012.1b7e

Остеоинтеграционное покрытие на ортопедические и стоматологические титановые имплантаты

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к остеоинтеграционным оксидным покрытиям на ортопедические и стоматологические титановые имплантаты. Покрытие состоит из оксида титана и содержит гидроксиапатит как модифицирующий компонент с биоактивными свойствами и медь как...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472532
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.04.2013
№216.012.35e4

Способ получения катализатора для очистки воды от загрязнения углеводородами

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам получения высокоэффективных катализаторов, способных очищать воду от загрязнения углеводородами, в частности основными красителями и катионными поверхностно-активными веществами как за счет фотокаталитической активности под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479349
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.06.2013
№216.012.4e70

Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к электротехнике, электрическим машинам возвратно-поступательного и одновременно встречного движения и электроприводам, работающим на их основе. Технический результат состоит в уменьшении уровня вибрации корпуса электродвигателя, повышении производительности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485662
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.07.2013
№216.012.565d

Способ повышения физической работоспособности

Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ повышения физической работоспособности на основе милдроната, отличающийся тем, что он дополнительно содержит аспаркам и метапрот, причем однократный прием препаратов должен осуществляться за 1-1,5 часа до физической нагрузки....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487717
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d91

Парогазовая установка на базе аэс

Изобретение относится к области теплоэнергетики, преимущественно к атомной энергетике, и предназначено для использования на паротурбинных установках атомных электростанций двухконтурного типа с водо-водяными энергетическими реакторами. Парогазовая установка на базе АЭС содержит паровую турбину...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489574
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.5f23

Внутрикостный цилиндрический имплантат для протезирования зубов верхней и нижней челюстей

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к внутрикостным цилиндрическим имплантатам для протезирования зубов верхней и нижней челюстей. Внутрикостный цилиндрический имплантат для протезирования зубов верхней и нижней челюстей содержит металлическую коническую коронковую часть с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489987
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.5f50

Способ изготовления внутрикостного стоматологического имплантата с углеродным нанопокрытием

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к ортопедической стоматологии. Способ изготовления внутрикостного стоматологического имплантата включает пескоструйную обработку поверхности имплантата частицами оксида алюминия, послойное напыление плазменным методом на основу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490032
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6158

Газовая отопительная печь

Изобретение относится к строительной климатотехнике и может быть использовано при печном газовом отоплении жилых домов, общественных зданий и других объектов. Газовая отопительная печь состоит из топливника печи, газовой горелки, регулятора вторичного воздуха, рассекателя продуктов сгорания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490552
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.10.2013
№216.012.71b3

Способ получения лантансодержащего покрытия

Изобретение относится к челюстно-лицевой хирургии и травматологии и описывает способ получения лантансодержащего покрытия. При осуществлении способа помещают порошок гидроксиапатита в раствор 0,04 LaCl, выдерживают порошок на воздухе при комнатной температуре в течение времени, необходимого для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494764
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.7202

Наплавочная головка

Изобретение может быть использовано для восстановления наплавкой под слоем флюса изношенных деталей. Наплавочная головка содержит механизмы подачи основной и присадочной проволок, токопроводящий элемент с каналом подачи основной проволоки, мундштук для подачи через него присадочной проволоки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494843
Дата охранного документа: 10.10.2013
Показаны записи 1-10 из 90.
20.01.2013
№216.012.1b7e

Остеоинтеграционное покрытие на ортопедические и стоматологические титановые имплантаты

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к остеоинтеграционным оксидным покрытиям на ортопедические и стоматологические титановые имплантаты. Покрытие состоит из оксида титана и содержит гидроксиапатит как модифицирующий компонент с биоактивными свойствами и медь как...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472532
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.04.2013
№216.012.35e4

Способ получения катализатора для очистки воды от загрязнения углеводородами

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам получения высокоэффективных катализаторов, способных очищать воду от загрязнения углеводородами, в частности основными красителями и катионными поверхностно-активными веществами как за счет фотокаталитической активности под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479349
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.06.2013
№216.012.4e70

Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к электротехнике, электрическим машинам возвратно-поступательного и одновременно встречного движения и электроприводам, работающим на их основе. Технический результат состоит в уменьшении уровня вибрации корпуса электродвигателя, повышении производительности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485662
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.546c

Устройство для образования скважин в грунте способом прокола

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки скрытых переходов для прокладки трубопроводов, кабельных линий связи и электропередач, а также образованию скважин под набивные сваи при возведении фундаментов под здания и сооружения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487215
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.565d

Способ повышения физической работоспособности

Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ повышения физической работоспособности на основе милдроната, отличающийся тем, что он дополнительно содержит аспаркам и метапрот, причем однократный прием препаратов должен осуществляться за 1-1,5 часа до физической нагрузки....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487717
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d91

Парогазовая установка на базе аэс

Изобретение относится к области теплоэнергетики, преимущественно к атомной энергетике, и предназначено для использования на паротурбинных установках атомных электростанций двухконтурного типа с водо-водяными энергетическими реакторами. Парогазовая установка на базе АЭС содержит паровую турбину...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489574
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2013
№216.012.5de4

Сушилка для сыпучих термочувствительных материалов

Изобретение относится к сушке сыпучих твердых материалов и может быть использовано для сушки короткорезанных макаронных изделий. Сушилка для сыпучих термочувствительных материалов содержит корпус, загрузочный механизм в виде ленточного конвейера и подвижной каретки, сушильную камеру с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489657
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.5f23

Внутрикостный цилиндрический имплантат для протезирования зубов верхней и нижней челюстей

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к внутрикостным цилиндрическим имплантатам для протезирования зубов верхней и нижней челюстей. Внутрикостный цилиндрический имплантат для протезирования зубов верхней и нижней челюстей содержит металлическую коническую коронковую часть с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489987
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.5f50

Способ изготовления внутрикостного стоматологического имплантата с углеродным нанопокрытием

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к ортопедической стоматологии. Способ изготовления внутрикостного стоматологического имплантата включает пескоструйную обработку поверхности имплантата частицами оксида алюминия, послойное напыление плазменным методом на основу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490032
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6158

Газовая отопительная печь

Изобретение относится к строительной климатотехнике и может быть использовано при печном газовом отоплении жилых домов, общественных зданий и других объектов. Газовая отопительная печь состоит из топливника печи, газовой горелки, регулятора вторичного воздуха, рассекателя продуктов сгорания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490552
Дата охранного документа: 20.08.2013

Похожие РИД в системе