13.01.2017
217.015.6fef

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Способ измерения линейных перемещений объекта основан на том, что лучи двух лазерных дальномеров направляют параллельно на плоскую поверхность, находящуюся на объекте измерений. Линейное перемещение объекта определяют на основании определенных двумя указанными дальномерами расстояний с учётом угла между линией ожидаемого перемещения объекта и плоской поверхностью, а также с учётом расстояния между линиями визирования дальномеров. Технический результат заявленного решения заключается в повышении точности измерения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейной компоненты перемещения объекта при воздействии на него различных силовых факторов. Преимущественное применение изобретение может найти при испытании или мониторинге строительных конструкций.

Известен способ определения расстояния (дальности) до объекта с помощью лазерного дальномера. Способ включает зондирование объекта путем посылки на него серии лазерных импульсов и определения в каждом i-м зондировании временного интервала ti между моментами излучения лазерного импульса и приема отраженного объектом излучения. Для каждого зондирования определяют отсчеты дальности Ri=c·ti/2, где с - скорость света [Патент РФ №2385471]. Дальность, таким образом, измеряется как длина отрезка линии визирования дальномера (лазерного луча) от точки установки дальномера до точки отражения излучения от объекта. Если известно, что объект за время между зондированиями будет перемещаться в направлении линии визирования, то такое перемещение можно, очевидно, определить как разность двух дальностей: Π=Ri+1-Ri. Если же известно, что объект перемещается в каком-либо ином направлении, то определить величину такого перемещения значительно сложнее - для этого надо знать форму, размеры и начальное положение относительно линии визирования дальномера той поверхности, от которой отражается зондирующий импульс, и применять для вычислений достаточно сложные математические формулы. Этот недостаток делает известный способ практически неприменимым для измерения перемещений объекта, не совпадающих по направлению с линией визирования дальномера, что ограничивает функциональные возможности указанного способа.

Такого недостатка не имеет известный способ измерения линейных перемещений объекта [Патент RU №2521220] (прототип), по которому выбирают или размещают на объекте жестко связанную с ним плоскую поверхность таким образом, что она пересекает линию визирования дальномера и линию направления перемещения объекта, направляют на нее линию визирования дальномера и тарируют дальномер, для чего включают его в режим измерений дальности, перемещают дальномер в направлении перемещения объекта на заранее известное расстояние, определяют разность дальностей до и после перемещения дальномера, вычисляют тарировочный коэффициент по формуле:

К=А/r,

где: А - перемещение дальномера;

r - разность дальностей до и после перемещения дальномера, после чего начинают измерения перемещения объекта, величину которых определяют по формуле:

Π=K(Ri+1-Ri)

где Ri и Ri+1 - соответственно предыдущая и последующая дальности до объекта.

Однако в прототипе присутствуют свои недостатки, а именно:

- необходимость механически перемещать дальномер при его тарировке затрудняет применение способа в полевых условиях, так как требует квалифицированных действий оператора;

- в процессе эксплуатации возможно снижение точности тарировки из-за естественного износа или загрязнения элементов устройства для перемещения дальномера.

Технический результат изобретения состоит в упрощении применения способа в полевых условиях и повышении точности измерений.

Для этого измерения проводят двумя дальномерами, линии визирования которых направляют параллельно на известном расстоянии друг от друга и в одной плоскости с вектором ожидаемого перемещения. Это аналогично физическому перемещению при тарировке одного дальномера на известную величину и в известном направлении. Затем включают оба дальномера в режим измерений и вычисляют перемещение объекта по формуле:

где: R=Ri+1-Ri - разность дальностей после и до перемещения объекта по любому из дальномеров;

r=R2-R1 - разность дальностей первого и второго дальномеров;

h - расстояние между линиями визирования дальномеров;

α - угол между линией (вектором) ожидаемого перемещения объекта и плоской поверхностью.

Поскольку положение вектора перемещения известно из проектных расчетов объекта, то угол α легко определить из его чертежей, а в случае если плоская поверхность специально размещена на объекте, и из геометрии размещения такой поверхности.

Неплоскостность выбранной поверхности, а также угловое перемещение в процессе измерений объекта или дальномеров приводят к снижению точности измерений. Поэтому дополнительно контролируют условие равенства разностей измерений дальностей по каждому из двух дальномеров и делают выводы о точности проведенных измерений.

На фигуре 1 изображена схема проведения измерений прогиба моста. Ход лучей лазеров дальномеров показан утолщенными линиями, конечное положение моста - штрихпунктирными линиями, вектор перемещения объекта и геометрические построения - тонкими линиями. На фигуре 2 показан пример устройства для установки дальномеров.

Реализация способа показана на примере измерения прогиба пролета моста, т.е. вертикального плоскопараллельного перемещения объекта 9. В качестве плоской поверхности выбран элемент пролета моста, образующий с вертикалью угол α, величина которого известна из чертежа пролета. При начале работ лазерные лучи дальномеров 1 и 2, отстоящие друг от друга на величину h=АС, направляют на выбранную поверхность объекта 9, и они отражаются от нее в точках А и В. Тогда разность дальностей дальномеров составит r=R2-R1=ВС. Нагружаем мост, пролет перемещается на величину П=AM. Поскольку поверхность плоская и угловое положение дальномеров 1 и 2 и объекта 9 не изменилось, разность новых дальностей по каждому дальномеру будет одинаковой и равной R=АЕ=BD. Треугольники АМЕ и FMD подобны по двум углам, откуда, выразив их стороны через известные величины R, r, h и α, после некоторых преобразований получим:

Нетрудно убедиться, что формула справедлива для всех соотношений направлений перемещения и расположения поверхности объекта при условии, что учитывается знак угла по общепринятому правилу отсчета.

Установку дальномеров в приведенном выше примере можно осуществить с помощью установочного устройства (фиг. 2). Дальномеры 1 и 2 закреплены в корпусе 3 с возможностью их юстировки на параллельность лучей лазеров. Корпус 3, в свою очередь, через ось 4 и зажим 5 закреплен на подставке 6. Перемещение корпуса 3 по осям координат осуществляется поворотом его вокруг оси 4 и сферы 7, а фиксация в нужном положении - гайкой 8.

Установив подставку 6 на неподвижную поверхность, включают дальномеры 1 и 2 в режим непрерывных измерений и, отпустив гайку 8, направляют их лучи на выбранную (или установленную) на объекте плоскую поверхность. Вертикальность плоскости лучей контролируют, например, с помощью отвеса или строительного уровня, по положению стенки корпуса 3 и затягивают гайку 8. Дальномеры готовы к проведению измерений.


СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-7 из 7.
10.04.2014
№216.012.b507

Способ увеличения орбиты земли в солнечной системе

Изобретение относится к космонавтике и может быть использовано в будущем для перемещения населения Земли в более удаленное от Солнца место. Увеличение среднего радиуса орбиты Земли производят путем организации последовательности гравитационных маневров у Луны крупных объектов из пояса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512067
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.06.2014
№216.012.d892

Способ измерения линейных перемещений объекта

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейной компоненты перемещения объекта при воздействии на него различных силовых факторов. Техническим результатом является расширение диапазона применения и упрощение обработки результатов измерения при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521220
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.05.2015
№216.013.4b70

Способ измерения напряжений в конструкции без снятия статических нагрузок

Способ определения напряжений в конструкции без снятия статических нагрузок может быть использован для оценки прочности конструкции и прогнозирования ее несущей способности. Измерения поверхностных деформаций ε производят в контролируемых точках на конструкции, находящейся в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550826
Дата охранного документа: 20.05.2015
27.05.2015
№216.013.4e69

Способ защиты земли от опасных космических объектов в солнечной системе

Изобретение относится к методам снижения угрозы для Земли от опасных космических объектов (ОКО): астероидов, комет и т.п. Способ включает посылку к ОКО космического аппарата с оборудованием для разрушения ОКО и посадку на ОКО. Определяют плотность ОКО, а затем производят последовательное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551591
Дата охранного документа: 27.05.2015
25.08.2017
№217.015.9953

Устройство отбора топлива из баков космических аппаратов в условиях невесомости

Изобретение относится к космической технике, а именно к системам подачи топлива в космических аппаратах (КА). Устройство отбора топлива из баков КА в условиях невесомости для жидкостной реактивной двигательной установки содержит баки компонентов топлива и расположенную на оси в каждом баке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609546
Дата охранного документа: 02.02.2017
25.08.2017
№217.015.9e50

Устройство отбора топлива из баков космических аппаратов в условиях невесомости

Изобретение относится к системам подачи топлива в космических аппаратах (КА) в условиях невесомости. Устройство отбора топлива из баков КА в условиях невесомости для жидкостной реактивной двигательной установки содержит баки компонентов топлива в форме тела вращения и расположенную на оси в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610718
Дата охранного документа: 15.02.2017
25.08.2017
№217.015.a718

Способ динамических испытаний пролётных строений

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к методам испытаний пролетных строений, и может быть использовано при испытании автодорожных и городских мостов. Способ заключается в создании возмущающих динамических сил в виде периодически повторяющихся импульсов, приложенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608332
Дата охранного документа: 17.01.2017
Показаны записи 1-10 из 11.
10.04.2014
№216.012.b507

Способ увеличения орбиты земли в солнечной системе

Изобретение относится к космонавтике и может быть использовано в будущем для перемещения населения Земли в более удаленное от Солнца место. Увеличение среднего радиуса орбиты Земли производят путем организации последовательности гравитационных маневров у Луны крупных объектов из пояса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512067
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.06.2014
№216.012.d892

Способ измерения линейных перемещений объекта

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейной компоненты перемещения объекта при воздействии на него различных силовых факторов. Техническим результатом является расширение диапазона применения и упрощение обработки результатов измерения при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521220
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.05.2015
№216.013.4b70

Способ измерения напряжений в конструкции без снятия статических нагрузок

Способ определения напряжений в конструкции без снятия статических нагрузок может быть использован для оценки прочности конструкции и прогнозирования ее несущей способности. Измерения поверхностных деформаций ε производят в контролируемых точках на конструкции, находящейся в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550826
Дата охранного документа: 20.05.2015
27.05.2015
№216.013.4e69

Способ защиты земли от опасных космических объектов в солнечной системе

Изобретение относится к методам снижения угрозы для Земли от опасных космических объектов (ОКО): астероидов, комет и т.п. Способ включает посылку к ОКО космического аппарата с оборудованием для разрушения ОКО и посадку на ОКО. Определяют плотность ОКО, а затем производят последовательное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551591
Дата охранного документа: 27.05.2015
25.08.2017
№217.015.9953

Устройство отбора топлива из баков космических аппаратов в условиях невесомости

Изобретение относится к космической технике, а именно к системам подачи топлива в космических аппаратах (КА). Устройство отбора топлива из баков КА в условиях невесомости для жидкостной реактивной двигательной установки содержит баки компонентов топлива и расположенную на оси в каждом баке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609546
Дата охранного документа: 02.02.2017
25.08.2017
№217.015.9e50

Устройство отбора топлива из баков космических аппаратов в условиях невесомости

Изобретение относится к системам подачи топлива в космических аппаратах (КА) в условиях невесомости. Устройство отбора топлива из баков КА в условиях невесомости для жидкостной реактивной двигательной установки содержит баки компонентов топлива в форме тела вращения и расположенную на оси в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610718
Дата охранного документа: 15.02.2017
25.08.2017
№217.015.a718

Способ динамических испытаний пролётных строений

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к методам испытаний пролетных строений, и может быть использовано при испытании автодорожных и городских мостов. Способ заключается в создании возмущающих динамических сил в виде периодически повторяющихся импульсов, приложенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608332
Дата охранного документа: 17.01.2017
21.10.2018
№218.016.94ac

Магнитное крепление

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для крепления различных датчиков (преимущественно датчиков перемещения) на деформирующейся поверхности объекта измерений. Магнитное крепление содержит корпус и соединенный с ним магнит, при этом к корпусу дополнительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670191
Дата охранного документа: 18.10.2018
21.10.2018
№218.016.94c4

Способ измерения напряженно-деформированного состояния металлических конструкций без снятия статических нагрузок

Изобретение относится к области определения и контроля напряженно-деформированного состояния металлической конструкции (объекта), находящейся под нагрузкой, и может быть использовано для оценки ее прочности и прогнозирования несущей способности. Сущность: в контролируемых точках на конструкции,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670217
Дата охранного документа: 19.10.2018
04.06.2019
№219.017.72bc

Причальная набережная вертикального типа

Изобретение относится к портовому гидротехническому строительству и может быть использовано для сооружения причальных набережных, пирсов и берегозащитных сооружений, возводимых как на открытых, так и на защищенных от воздействия волн акваториях. Данное конструкторское решение при реализации не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690426
Дата охранного документа: 03.06.2019

Похожие РИД в системе