Устройство для регистрации продольного угла наклона пути, проходимого объектом

Устройство для регистрации продольного угла наклона пути, проходимого объектом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<щ991 167

° Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

Р11М g+ з

0 Ol С 7/04

G 01 С 9/22 (22) Заявлено 13.06. 80(21) 2939353/18-10 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (531 УДК 528. 5 4 (088. 8) Опубликовано 230 1.83. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 23. 01. 83

Институт проблем надежности и долговечности могший

AH Белорусской GGP (73 ) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ РЕГИ(ТРАЦИИ ПРОДОЛЬНОГО УГЛА НАКЛОНА ПУТИ

ПРОХОДИМОГО ОБЪЕКТОМ

Изобретение относится к измери)тельной технике, и может найти применение для автоматической регистрации углов наклона продольного профиля автомобильных дорог при ходовых исПытаниях транспортных средств. .Известна дорожная инвентаризационная машина для автоматической записи профиля автомобильных дорог (1 3. 10

Устройство содержит электрические и оптические элементы и мало пригодно. для использования ри испытаниях одиночных транспортных средств.

Известно устройство, предназначенное для определения разности высот (превыаения) двух точек местности в стационарных условиях, содержащее чувствительный элемент, связанный с

Регистрирующим устройством соедини 20 тельный шланг и компенсационную каме.— ру,в которую введена жидкость с удельным весом большим, чем у рабочей жидкости, а жкдкости разделены элас. тичной мембраной (2 ).

Недостатками известного устройства 2 являются большие габариты и сложность, обусловленные наличием тяжелой жид- кости (ртути) и мембран для ее отделения от основной рабочей жидкости.

Кроме того, оно имеет недостаточную точность ввиду отсутствия компенсации температурных погрешностей, возникающих при нагреве элементов устройства соседними агрегатами транспортного средства при сезонных и суточных колебаниях температурй забортного воздуха, а также вследствие большого объема рабочей жидкости, необходимого для заполнения обоих полостей компенсационной камеры. Применение тяжелой жидкости, твм более токсичной ртути,.затрудняет использова-: ние устройства при полевых испытаниях ° . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регистрации продольного угла наклона пути, проходимого объектом, содержащее частично заполненные жид- костью камеры, сообщающиеся между собой посредством трубопровода,и регистрирующее приспособление,связанное с диафрагмой, расположенной в закрытой камере, причем вторая камера — компенсационная имеет сообщение с атмосферой (3 l.

Это устрбйство не может быть применено в современных условиях, поскольку сейчас повсеместно эапреща991167 ется работа с открытой ртутью вследствие ве высокой токсичности. Ртуть ив может быть заменена какими-либо другими жидкостями вследствие весьма малого удельного веса последних по сравнению с ртутью. Следовательно, при условии отказа от применения ртути это устройство оказывается неработоспособным, поскольку для создания с помощью жидкости статичес кого напора, эквивалвнтного статическому напору ртути, оно имеет непривмлемыв габариты по высота.

Одновременно базу измерений (расстояние между. камерами) пришлось уне«д5 личить до значительных размеров, что .привело к ухудшению быстродействия устройства, поскольку трубопровод должен пропускать большой расход жидкости, обуслонлеиный соответствующим рабочим ходом диафрагмы. Кроме того,. использование длинной гофрированной диафрагмы (фактически сильфона) приводит к резкЬму увеличению объема жидкости в устройства и, как следствие, недопустимому увеличению температурной погрешности.

Целью изобретения является повышение точности, быстродействия и упрощение конструкции.

ЗО д

Эта цель достигается тем, что н устройстве, содержащем частично заполненные жидкостью камеры, сообщающиеся между собой посредством трубопроно- З да,и регистрирующееприспособление, связанное с диафрагмой, расположенной н закрытой камере, причем вторая камера-компенсационная имеет сообщение с атмосферой, компенсационная камера дополнительно снабжена двухходоным 4О вентилем, вход которого сообщен а .. пространством над свободной поверхностью жидкости, а выход — c атмосферой, при этом осиовныв размерыустройства находятся в следующих ,соотношениях с пределами изменения определяемого угла наклона и температурой окружающей среды: и 50 >050; % (м к чр и„,„„, дкк д д ; ——

3 мс кс .гдв 3 проекция расстояния между камерами в плане на продольную ось объекта, м1 превышение,компенсационной 60 камеры над камерой с диафраг мой при горизонтальном положении объекта, му максимальный определяемый угол наклона, град 65

П - пределы измерения устройства, ранныв разности максимального и минимального превышений,м .

В„„ — площадь свободной поверхности жидкости в компенсационной камере, м 1щ „ — пределы ожидаемого изменения температуры окружающей сред, к1 — объем жидкости в сообщающихся камерах, м3; дЪ1 — максимально допустимое изменение превышения в результате изменения температуры жидкости на величину М, M) р — безразмерный объемный коэффициент теплового расширения жидкости

На фиг.1 схематически показано размещение устройства на транспортном средстве> на Фиг.2 — принципиальная схема устройства.

Устройство содержит камеру 1 с чувствительным элементом (Фиг.1} и компенсационную камеру 2, сообщающиеся между собой посредством трубопровода 3, заполненные жидкостью (нв показан) и закрепленные на объекте — транспортном средства 4. выход

5 чувствительного элемента связан с регистрирующим устройством- 6.8 проекции на продолБную полость симметрии объекта трубопровод 3 имеет Г-образную Формуд причем расстояние между камерой 1 с чувствительным элемейтом и камерой 2 и проекции на горизонтальную плоскость (длина горизонтальной части трубопровода 3) равна првнышение камеры 2 над чувствительным элементом при горизонтальном положении транспортного средстна 4 н этом случае равно Ив.

Чувствительный элемент выполнен н ниде диафрагмы плоской вялой мембраны 7 с жестким центром. В качестве регистрирующего устройства 6 может использонаться любая иэ известных контрукций (например, шлвйфовый осциллограф), а аго связь с мембраной

7 н зависимости от вида регистрирукщего устройства 6, может быть электрической, механической и т.д.

В верхней части камеры 2 установлен днухходовой вентиль 8 с поворотным затвором 9, вход 10 которого сообщен с полостью камеры 2 над поверхностью жидкости, а выход 11 — c атмосферой. Оснонныв размеры элементов устройства находятся между собой н определенном соотношении.

Устройство работает следующим образом, При горизонтальном положении транспортного средства 4 на мембрану

7 действует гидростатичвский напор, создаваемый столбом жидкости высотой Ьс(фиг.1) . Под напором жидкости мембрана 7 деформируется. Эеличина

991167

Основные параметры устройства В— и Ъс определяются заданными величинаП иdmaxЯ

П, (1P

< % +max

30 йс 7 0,5П, В отличив от обычных геодезических нивелиров, с которыми работают 35 вручную на открытой местности при медленных (суточных и сезонных) колебаниях температуры, предлагаемое устройство можвт подвергаться быстрым и неравномерным по длине трубо- 40 провода тепловым воздействиям со стороны соседних агрегатов транспортного средства. Нагрев жидкости, имеющей.высокий объемный коэффициент теплового расширения, приводит к са" 45 мопроиэвольному повьывнию ее уровня.

При герметическом исполнении камеры, 2 результатом нагрева является самопроизвольное повышение гидростатического давления, величина которого может значительно превысить рабочую, а при открытом исполнении †. выброс жидкости из камеры 2 в атмосферу.

Для исключения указанных явлений при работе яа транспортном средстве размеры устройства должны находиться в определенном соотношении с количеством заключвнной в нем жидкости при известных пределах изменения тем-. пературы окружающей среды в эксплуатации.

Площадь SKK сВОбодной поверхности жидкости в компенсационной камере

3, т.е. плсщадь поперечного сечения камеры 3, должна отвечать следующему соотношению деформации является выходным сигналом чувствительного элемента, про.порциональным гидроататическому напору и регистрируемым посредством устройства б. При движении по дороге с. продольным уклоном корпус транспортного средства 4 наклоняется относительно горизонтали на угол, равный углу наклона дороги. Соответственно изменяется величина превышения камеры 2 по отношению к камере 1, т.в. высота столба жидкости, действующая на мембрану 7, и деформация последней. В результате регистрирующее устройство б непрерывно фиксирует текущее значения угла наклона 15 продольного профиля дороги, по которой движется транспортное средство.

При этом уровень жидкости в камере

2 изменяется на величину, необходимую для компенсации изменения объема 20 камеры 1 в результате деформации .мембраны 7. Изменение уровня жидкости сопровождается выталкиванием или вса-сыванивм соотввтствующвго количества . воздуха через открытый вентиль 8. чрдЬ кк д

- В качестве рабочей жидкости целесообразно использовать минеральное масло, например, жидкость ЬМГ" 10 для авиационных гидросистем, или жидкость для автомобильных тормозных систем и т.д. Это позволяет испольэовать устройство как в лвтних,так и в зимних условиях. Трубопровод 3 может выполняться как металлическим, так и гибким.

Преимуществом устройства перед другими устройствами для регистрации уклонов дорог, используемыми на - транспортных средствах, например, гироскопами, являются простота, высокая надежность, низкая стоимость, весьма малый вес и безопасность в эксплуатации. В то же время он имеет выходной сигнал, который может регистрироваться беэ усиления.

При стендовых испытаниях опытного образца устройства установлено, что при базе 5 м суммарная погрешность (включая обработку осцилограмьаа) не превышает 0,5 ; что вполне достаточно для определения нагрузочных режи,мов транспортных средств.

По сравнению с известным предлагаемый прибор более безопасен, так как не имеет в своем составе камеры с токсичной ртутью, и при этом также обеспечивает требуемый уровень выходного .сигнала.

Формула изобретения

Устройство для регистрации продольного угла наклона пути, проходимого объектом, содержащее частично заполненные жидкостью камеры, сообщанхяиеся между собой посредством трубопровода, и.регистрирующее приспособление, связанное с диафрагмой, расположенной в закрытой камере, причем вторая камера — компенсационная ймеет сообщение с атмосферой, о т л и ч аю щ в в с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, компенсационная- камера дополнительно снабжена двухходовым вентилем, вход которого сообщен с пространством над свободной поверхностью жидкости, а выход

- с атмосферой,при этом основные размеры устройства находятся в следукщих соотношениях с пределами изменения определяемого угла наклона и температурой окружающей среды

Е> „„; *, 05П;

П % О Макс . макс кк

+ мс кс

991167

8 где Ев мс1 кс

П макк

Составитель Л. Колюбакина

Редактор Н.Бобкова Техрад С.Мигунова Корректор А.Дзятко

Заказ 107/54 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 проекция расс. Тояния между камерамй в плане на продольную ось объекта, м1 превьыение компенсационной камеры над камерой с диафрагмой прн горизонтальном положении объекта, м максимальный определяемый угол наклона, град пределы измерения устройства, равные разности максимального и минимального превышений, м плсщадь свободной поверхности жидкости в компенсационной камере, м ) 15 пределы ожидаемого изменения температуры окружакиаей среды, К; — объем жидкости3 в сообщакщихся камерах, м

àht - максимально допустимое изменение превьюения в результате изменения температуры жидкости на величину д, м — безразмерный объемный коэффициент теплового расширения жидкости.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

:1. Авторское свидетельство СССР

9 634097 кл. С 01 С 1/04, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 ..502219, кл. С, 01 С 5/04г 05.03.74.

3. Авторское свидетельство СССР

М 57546, кл. Q 01 С 7/04, 1939 (прототип) .