ДАТЧИК СКЛЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ

Заявляемая полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для определения прочности, твердости, однородности и пластичности различных материалов ударно-импульсным методом, в частности, для определения прочности бетона.
Известен датчик склерометрический (см. журнал «Бетон и железобетон», 1990 г., №4, стр.32-33, Стройиздат, г. Москва). Он содержит цилиндрический корпус, в котором расположен шток с кнопкой спуска и пружиной сжатия. Кроме того, в штоке размещен импульсный датчик, который контактирует с индентором и соединен с электрическим кабелем. В хвостовой части корпуса размещена ручка взвода. К недостаткам такой конструкции следует отнести занятость обеих рук оператора при работе, что создает неудобство, а также недостаточно высокую производительность труда, связанную с большими затратами времени на производимые операции.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели и выбранным в качестве прототипа является датчик склерометрический (см. свидетельство РФ на полезную модель №14082 «Датчик склерометрический», МПК: G 01 N 3/40, от 15.12.1999 г., опубл. 27.06.2000 г.). Данное устройство содержит цилиндрический корпус, в котором расположен шток, снабженный находящимися в непосредственной близости друг от друга кнопками спуска и ввода, и связанный с пружиной сжатия. При этом, в штоке размещен импульсный датчик, контактирующий с индентором, и соединенный с гибким электрическим кабелем. Достоинствами такого устройства являются высокое быстродействие и большой объем обработки информации, а также хорошие массогабаритные показатели и значительный ресурс работы.
К недостаткам данной конструкции относятся: возможное заклинивание штока при низких температурах и повышенной запыленности окружающей среды, а также значительную силу удара штока о корпус на холостом ходу. Это снижает надежность работы и ресурс работы датчика. Задачей создания заявляемой полезной модели является разработка датчика склерометрического простого и удобного в эксплуатации и при ремонте, с высокой точностью измерения
параметров материалов, с высокой надежностью и большим ресурсом работы.
Техническим результатом являются повышенные надежность и ресурс работы, а также более высокая точность измерения параметров материалов.
Указанная задача и технический результат достигаются тем, что у датчика склерометрического, содержащего цилиндрический корпус, в котором расположен шток, пропущенный через кнопку спуска, при этом на одном конце штока выполнен стакан с импульсным датчиком, контактирующим с индентором, а другой конец штока связан с пружиной сжатия, кроме того, стакан снабжен кнопкой взвода, а импульсный датчик соединен с гибким электрическим кабелем, согласно полезной модели, корпус датчика выполнен разъемным, на наружной поверхности стакана расположено уплотнительное кольцо, наружный диаметр которого соизмерим с внутренним диаметром корпуса, ниже кнопки спуска размещен ограничитель хода пружины сжатия, выполненный в виде поперечной стенки корпуса, а между ограничителем хода и пружиной сжатия расположен упругий демпфер.
Заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна», т.к. совокупность ее существенных признаков не известна из существующего уровня техники.
Она соответствует также критерию «промышленная применимость», т.к. возможно ее использование в экономике или любой другой сфере деятельности человека. Выполнение корпуса датчика разъемным делает конструкцию простой и надежной, создает удобство при эксплуатации и ремонте датчика, повышает ресурс работы устройства. Расположение на наружной поверхности стакана штока уплотнительного кольца, наружный диаметр которого соизмерим с внутренним диаметром корпуса, исключает возможный перекос штока при движении внутри корпуса, и исключает возможность заклинивания штока при низких температурах и повышенной запыленности окружающей среды. Этим достигается повышение точности измерения параметров, а также высокая надежность работы. Кроме того, уплотнительное кольцо защищает датчик от попадания в его корпус пыли и частиц мусора при испытаниях, что также увеличивает надежность работы.
Размещение ниже кнопки спуска ограничителя хода пружины сжатия, выполненного в виде поперечной стенки корпуса, защищает кнопку спуска от ударов при спуске пружины. Таким образом, увеличивается ресурс работы устройства.
Расположение между ограничителем хода и пружиной сжатия упругого демпфера позволяет уменьшить ударные усилия штока о корпус на холостом ходу, предотвращает поломку датчика, следовательно, увеличивает ресурс работы датчика. Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен общий вид датчика склерометрического. Датчик склерометрический содержит цилиндрический корпус 1 с утолщенной частью 2 и поперечной стенкой 3. Цилиндрический корпус 1 выполняется разъемным, например, из копролона. На корпус 1 навинчена коронка 4 опорная. Она выполнена стальной с уступами, которые обеспечивают лучшую устойчивость при соприкосновении с исследуемым материалом. В корпусе 1 расположен шток 5, на одном конце которого выполнен стакан 6. Шток 5 со стаканом 6 выполняется полым. В стакане 6 штока 5 вклеен импульсный датчик 7. Импульсный датчик 7 может быть любым, в частности, пьезоэлектрическим. Индентор 8 вворачивается в стакан 6 штока 5 и прижимает импульсный датчик 7. Индентор 8 выполняется из твердого сплава, например, карбида вольфрама, имеет сферическую поверхность и осуществляет прямой контакт с поверхностью исследуемого материала. Другой конец штока 5 через упругий демпфер 9 и прилегающую к нему шайбу 10 опорную связан с пружиной 11 сжатия. Пружина 11 сжатия выполнена из пружинной стали, цилиндрической. Она обеспечивает ударное усилие, воздействующее посредством штока 5 на исследуемый материал. Пружина 11 сжатия расположена между установочными выступами 12 корпуса 1 и шайбой 10 опорной. Упругий демпфер 9 может быть выполнен, в частности, из резины, он сглаживает ударные нагрузки при спуске пружины 11 сжатия. В нерабочем состоянии демпфер 9 опирается на выполненный в виде поперечной стенки корпуса 1 ограничитель 3 хода пружины 11 сжатия, который размещен под кнопкой 13 спуска.
Шток 5 пропущен через кнопку 13 спуска, снабженную пружиной 14 возврата кнопки 13 спуска в исходное состояние. Кнопка 13 спуска расположена в утолщенной 2 части корпуса 1 с возможностью зацепления. Она выполнена из копролона цилиндрической формы. Кнопка 13 спуска фиксирует крайнее положение штока 2 специальной шпонкой (на чертеже не показана) и служит для спуска ударного механизма датчика. Стакан 6 штока 5 снабжен кнопкой 15 взвода, которая служит для взвода штока 5 и пружины 11 сжатия. Кнопка 15 взвода может быть выполнена из копролона и имеет эргономичную форму под большой палец оператора. Импульсный датчик 7 соединен с гибким электрическим кабелем 16, который
выполнен двухжильным экранированным. На наружной поверхности стакана 6 штока 5 расположено уплотнительное кольцо 17, выполненное из фторопласта. Работа датчика склерометрического осуществляется следующим образом.
Оператор берет датчик склерометрический в правую руку, большим пальцем правой руки кнопкой 15 взвода перемещает шток 5 в крайнее положение, сжимая пружину 11 сжатия, при этом, кнопка 13 спуска автоматически фиксирует положение штока 5. Затем оператор устанавливает датчик на исследуемую поверхность на уступы коронки 4 опорной, и нажимает кнопку 13 спуска. Т.к. кнопка 15 взвода и кнопка 13 спуска расположены в непосредственной близости друг от друга, оператор управляет ими последовательно одним большим пальцем руки. После нажатия кнопки 13 спуска освобождается ее сцепление со штоком 5 и под действием пружины 11 сжатия производится удар индентором 8 по исследуемой поверхности. При этом в импульсном датчике 7 формируется электрический сигнал, который через гибкий электрический кабель 16 передается в прибор для дальнейшей обработки информации. Предлагаемая конструкция датчика склерометрического позволяет создать устройство простое и удобное в эксплуатации и при ремонте, с высокой точностью измерения параметров материалов, с высокой надежностью, быстродействием и с большим ресурсом работы.