×
29.12.2017
217.015.f2c1

Результат интеллектуальной деятельности: ДАТЧИК ИНДУКЦИОННОГО ЛАГА ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области навигационного приборостроения и предназначено для использования в индукционных лагах надводных кораблей и глубоководных аппаратов. Датчик индукционного лага, содержащий электромагнитную систему возбуждения и измерительные электроды, при этом электромагнитная система возбуждения и измерительные электроды размещены в корпусе с нарезанными на внутренней поверхности кольцевыми канавками, герметизированы залитым в корпус изоляционным материалом, а между корпусом и электромагнитной системой возбуждения установлен армирующий элемент. Технический результат – повышение прочности датчика индукционного лага. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области навигационного приборостроения и предназначено для использования в индукционных лагах надводных судов и глубоководных аппаратов, например, исследовательских батискафов.

Известны многочисленные индукционные датчики, использующие в своей основе закон электромагнитной индукции Фарадея.

Примером такого устройства является двухкомпонентный датчик измерения скорости электропроводящей жидкости (патент РФ №2399059), содержащий магнитную систему из сердечника и основной обмотки возбуждения и две пары электродов, ориентированных вдоль взаимно перпендикулярных осей.

Недостатком указанного датчика является необходимость его полного погружения в электропроводящую жидкость, что может вызывать искажение измеряемой скорости.

Известно приемное устройство индукционного лага (патент РФ №2407020), содержащее стержень, в нижней части которого закреплен наконечник из изоляционного материала с размещенной внутри него электромагнитной системой возбуждения и измерительными электродами, установленными на плоских боковых сторонах наконечника, сходящиеся под острым углом друг к другу к его носовой части и стыкующиеся с кормовой частью, имеющей закругленный профиль.

Недостатком приемного устройства является несимметричность конструкции, что делает невозможным измерения скорости потока при движении задним ходом.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, его прототипом, является преобразователь скорости с зоной формирования сигнала вне пограничного слоя (патент РФ №2335774).

Устройство-прототип содержит электромагнитную систему возбуждения, состоящую из трех основных постоянных магнитов призматической формы и четырех дополнительных постоянных магнитов, и пару электродов.

Недостатком устройства является недостаточная прочность прибора, связанная с большим количеством хрупких постоянных магнитов и большой протяженностью контактных поверхностей, не обеспечивающих безотказную работу датчика при высоких внешних давлениях.

Задачей изобретения является расширение эксплуатационных характеристик датчика индукционного лага.

Техническим результатом является повышение прочности датчика индукционного лага за счет увеличения максимально допустимого внешнего давления.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве электромагнитная система возбуждения и электроды размещены в корпусе с нарезанными на внутренней полости кольцевыми канавками и герметизированы изоляционным материалом, например компаундом, а в зазор между корпусом и электромагнитной системой возбуждения установлен армирующий элемент, например полый стержень.

Корпус защищает изоляционный материал от механических повреждений при ударах или значительных статических нагрузках, способных вызвать появление трещин и, как следствие, разгерметизацию и отказ датчика.

Одним из факторов, определяющих прочность контакта между изоляционным материалом и корпусом, является его площадь. Благодаря кольцевым канавкам на корпусе площадь контактирующих поверхностей увеличивается, т.е. увеличивается прочность контакта.

При отсутствии кольцевых канавок критерием прочности изоляционного материала вблизи корпуса является величина напряжения на сдвиг. Введение кольцевых канавок изменяет основной тип напряжений, разрушающих изоляционный материал вблизи корпуса на напряжения среза, предельные значения которых больше значений предельных напряжений сдвига.

Несимметричность нагружения элементов датчика (переход от объемного сжатия изоляционного материала при отсутствии корпуса к однонаправленному при его наличии) приводит к локализации избыточного напряжения в некоторых областях.

Армирующий элемент позволяет перераспределить механические напряжения в датчике и снизить часть нагрузки с изоляционного материала. Наличие канавок, проточек, пазов или отверстий на поверхности армирующего элемента позволяет увеличить площадь его контакта с изоляционным материалом, а также перейти от разрушающих напряжений при сдвиге на напряжения при срезе.

На фиг. 1 изображено сечение предлагаемого датчика и приняты следующие обозначения:

1 - две образующие цилиндрической поверхности корпуса 2,

2 - цилиндрический корпус (далее - корпус),

3 - лицевая поверхность,

4 - кольцевые канавки,

5 - изоляционный материал,

6 - армирующий элемент,

7 - электромагнитная система возбуждения,

8 - измерительные электроды,

9 - провода,

А - плоскость датчика.

Сечение датчика образуется двумя образующими 1 цилиндрической поверхности корпуса 2 и сечением лицевой поверхности 3. В корпусе, имеющем кольцевые канавки 4, находится изоляционный материал 5, внутри которого располагается армирующий элемент 6, электромагнитная система возбуждения 7 и измерительные электроды 8, установленные заподлицо с плоскостью А датчика и передающие сигнал через провода 9.

Устройство работает следующим образом.

Датчик устанавливается на днище судна заподлицо с корпусом. На электромагнитную систему возбуждения 7 подается электрическое напряжение питания, в результате чего возникает магнитное поле, которое, проходя через поток воды, индуцирует в нем электродвижущую силу (далее - ЭДС), пропорциональную напряженности магнитного поля и скорости потока воды; ЭДС снимается измерительными электродами 8 и в качестве выходного сигнала устройства подается в измерительную схему индукционного лага через провода 9.

При высоких внешних давлениях в изоляционном материале 5, прочность которого обычно в несколько раз меньше прочности прочих элементов датчика, возникают механические напряжения, приводящие к разрушению материала, разгерметизации и отказу датчика. Разрушение материала может происходить и при меньших статических давлениях, при наличии ударных воздействий. Корпус защищает изоляционный материал от механических повреждений и снижает риск отказа датчика. Введение армирующего элемента 6, прочность которого не меньше прочности корпуса, способствует перераспределению механических напряжений в датчике и позволяет добиться большей равнонагруженности изоляционного материала 5. При повышении внешнего давления армирующий элемент 6 приходит в более нагруженное состояние, нежели изоляционный материал 5, но из-за высокой прочности не разрушается. Наличие канавок 4 на корпусе и армирующем элементе 6 увеличивает площадь контакта элементов с изоляционным материалом 5, что повышает прочность соединения.

На предприятии АО «Концерн «ЦНИИ "Электроприбор" разработана техническая документация предлагаемого устройства. Изготовлен и испытан его макет. Получены положительные результаты. В настоящее время работы по совершенствованию конструкции датчика индукционного лага продолжаются.


ДАТЧИК ИНДУКЦИОННОГО ЛАГА ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ
ДАТЧИК ИНДУКЦИОННОГО ЛАГА ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 88.
20.02.2014
№216.012.a367

Способ оперативного прогноза землетрясений и устройство для его реализации

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для оперативного определения места очага зарождающегося землетрясения. Сущность: устанавливают пары гравитационных вариометров, развернутых в азимуте друг относительно друга на угол, некратный 90˚. Причем пары вариометров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507546
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.06.2015
№216.013.5a2b

Способ измерения физической неэлектрической величины

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве измерительных преобразователей неэлектрических величин типа датчиков угловых скоростей, датчиков линейных, угловых ускорений и т.д. Согласно заявленному изобретению преобразуют измеряемую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554624
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.5a2f

Способ выставки осевого зазора в газодинамическом подвесе оси вращения ротора гиромотора

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве гиромоторов с газодинамическим подвесом оси вращения ротора, состоящего из двух полусферических опорных узлов, каждый из которых содержит опору и фланец. Технический результат -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554628
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.5a32

Стенд для выработки угловых колебаний в двух плоскостях

Предложенное изобретение используется для оценки динамических погрешностей микромеханических и других малогабаритных инерциальных систем. Заявленный стенд предназначен для выработки угловых колебаний в двух плоскостях, изменяющихся по гармоническому закону в расширенном частотном диапазоне,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554631
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.07.2015
№216.013.5e5e

Устройство для напыления тонкопленочных покрытий на сферические роторы электростатического гироскопа

Изобретение относится к устройствам для напыления покрытий на сферические роторы электростатических гироскопов и может быть использовано в точном приборостроении. Устройство содержит вакуумную камеру, внутри которой размещены источник распыления и механизм вращения ротора в виде двух рамок,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555699
Дата охранного документа: 10.07.2015
27.07.2015
№216.013.6863

Способ обнаружения и сопровождения целей циклически работающей системой наблюдения, состоящей из нескольких разнородных приемных каналов

Изобретение относится к области создания систем наблюдения, состоящих из нескольких разнородных приемных каналов. Существо предлагаемого изобретения состоит в том, что если условию идентичности наблюдаемой и комплексной цели удовлетворяет несколько комплексных целей, то из них выбирается та,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558276
Дата охранного документа: 27.07.2015
20.08.2015
№216.013.72fc

Микромеханический вибрационный гироскоп

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при создании таких средств измерения угловой скорости движения основания, как вибрационные гироскопы. Микромеханический вибрационный гироскоп содержит основание, инерционный диск, имеющий одинаковую толщину и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561006
Дата охранного документа: 20.08.2015
10.12.2015
№216.013.96cb

Способ определения погрешностей двухстепенного поплавкового гироскопа с газодинамическим подвесом ротора гиромотора

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов с газодинамическим подвесом оси вращения ротора гиромотора. Технический результат - повышение точности. Для этого в известном способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570223
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.03.2016
№216.014.ca96

Способ бесплатформенной инерциальной навигации на микромеханических чувствительных элементах

Изобретение относится к навигационной технике, а именно к способам бесплатформенной инерционной навигации малогабаритных движущихся объектов. Способ бесплатформенной инерциальной навигации заключается в том, что на борту подвижного объекта устанавливают микромеханические гироскопы и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577567
Дата охранного документа: 20.03.2016
10.06.2016
№216.015.4665

Способ изготовления ротора электростатического гироскопа

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при производстве электростатических гироскопов. Способ изготовления ротора электростатического гироскопа содержит этапы, на которых: формируют из сплошной заготовки сферическую поверхность ротора, выполняют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586396
Дата охранного документа: 10.06.2016
Показаны записи 1-10 из 38.
20.02.2014
№216.012.a367

Способ оперативного прогноза землетрясений и устройство для его реализации

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для оперативного определения места очага зарождающегося землетрясения. Сущность: устанавливают пары гравитационных вариометров, развернутых в азимуте друг относительно друга на угол, некратный 90˚. Причем пары вариометров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507546
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.06.2015
№216.013.5a2b

Способ измерения физической неэлектрической величины

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве измерительных преобразователей неэлектрических величин типа датчиков угловых скоростей, датчиков линейных, угловых ускорений и т.д. Согласно заявленному изобретению преобразуют измеряемую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554624
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.5a2f

Способ выставки осевого зазора в газодинамическом подвесе оси вращения ротора гиромотора

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве гиромоторов с газодинамическим подвесом оси вращения ротора, состоящего из двух полусферических опорных узлов, каждый из которых содержит опору и фланец. Технический результат -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554628
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.5a32

Стенд для выработки угловых колебаний в двух плоскостях

Предложенное изобретение используется для оценки динамических погрешностей микромеханических и других малогабаритных инерциальных систем. Заявленный стенд предназначен для выработки угловых колебаний в двух плоскостях, изменяющихся по гармоническому закону в расширенном частотном диапазоне,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554631
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.07.2015
№216.013.5e5e

Устройство для напыления тонкопленочных покрытий на сферические роторы электростатического гироскопа

Изобретение относится к устройствам для напыления покрытий на сферические роторы электростатических гироскопов и может быть использовано в точном приборостроении. Устройство содержит вакуумную камеру, внутри которой размещены источник распыления и механизм вращения ротора в виде двух рамок,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555699
Дата охранного документа: 10.07.2015
27.07.2015
№216.013.6863

Способ обнаружения и сопровождения целей циклически работающей системой наблюдения, состоящей из нескольких разнородных приемных каналов

Изобретение относится к области создания систем наблюдения, состоящих из нескольких разнородных приемных каналов. Существо предлагаемого изобретения состоит в том, что если условию идентичности наблюдаемой и комплексной цели удовлетворяет несколько комплексных целей, то из них выбирается та,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558276
Дата охранного документа: 27.07.2015
20.08.2015
№216.013.72fc

Микромеханический вибрационный гироскоп

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при создании таких средств измерения угловой скорости движения основания, как вибрационные гироскопы. Микромеханический вибрационный гироскоп содержит основание, инерционный диск, имеющий одинаковую толщину и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561006
Дата охранного документа: 20.08.2015
10.12.2015
№216.013.96cb

Способ определения погрешностей двухстепенного поплавкового гироскопа с газодинамическим подвесом ротора гиромотора

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов с газодинамическим подвесом оси вращения ротора гиромотора. Технический результат - повышение точности. Для этого в известном способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570223
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.03.2016
№216.014.ca96

Способ бесплатформенной инерциальной навигации на микромеханических чувствительных элементах

Изобретение относится к навигационной технике, а именно к способам бесплатформенной инерционной навигации малогабаритных движущихся объектов. Способ бесплатформенной инерциальной навигации заключается в том, что на борту подвижного объекта устанавливают микромеханические гироскопы и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577567
Дата охранного документа: 20.03.2016
10.06.2016
№216.015.4665

Способ изготовления ротора электростатического гироскопа

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при производстве электростатических гироскопов. Способ изготовления ротора электростатического гироскопа содержит этапы, на которых: формируют из сплошной заготовки сферическую поверхность ротора, выполняют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586396
Дата охранного документа: 10.06.2016
+ добавить свой РИД