УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения угловых перемещений.
Известные традиционные способы определения прогибов пролетных строений мостовых сооружений с использованием прогибомеров типа 6-ПАО устанавливаемых в подмостовом пространстве требуют больших трудозатрат [Аистов Н.Н. Испытание сооружений. - М.: Госстройиздат, 1960. - 315 с]. Известна расчетная зависимость определения прогиба балок пролетного строения по значению угла поворота опорного сечения [Саламахин П.М., Луговцев Е.А. Обоснование необходимости и способа модернизации программного обеспечения измерительного комплекса для оценки грузоподъемности балочных пролетных строений автодорожных мостов Строительная механика инженерных конструкций и сооружений 2020 №1 стр. 5-12]. Для определения углов поворота опорного сечения используются датчики измерения угловых перемещений.
Из уровня техники известно «Устройство двухкоординатное для измерения угловых перемещений» [RU 196550 U1, опубл. 04.03.2020] содержащее герметичный цилиндрический корпус с двумя торцевыми крышками, частично заполненный демпфирующей кремнийорганической жидкостью, включающий чувствительный элемент - высокоточный кварцевый первичный преобразователь угла наклона, электронный блок, включающий преобразователь выходных сигналов, связанный с устройством цифровой обработки информации, расположенный в нижней части корпуса основания, на котором установлен чувствительный элемент и закреплен посредством крышки, закрывающей корпус со стороны нижнего основания, отличающееся тем, что чувствительный элемент выполнен из двух одноосных независимых чувствительных элементов, сориентированных во взаимно перпендикулярных направлениях, состоящих из подвеса маятника, связанного с рамой двумя шарнирными узлами, который несет кварцевую роторную пластину, преобразователя, содержащего две неподвижные кварцевые статорные пластины, приваренные к раме, и ограничитель, расположенный под статорными пластинами с небольшим зазором и приваренный к раме ниже элемента крепления статорных пластин.
Недостатком данного устройства является отсутствие приспособления, с помощью которого выравнивается положение устройства относительно поверхности земли при его применении для измерения угловых перемещений.
Известен так же «Двухосевой инклинометр ИН-ДЗ» [Инклинометр ИН-ДЗ. (Электронный ресурс) Режим доступа: https://www.ntpgorisont.ru/product/in-d3], содержащий высокоточный маятниковый первичный преобразователь и электронный блок с цифровым выходом, смонтированные в одном корпусе, имеющем три опорных винта с поперечными вырезами по центру, вращением которых достигается горизонтальное положение инклинометра на измеряемом объекте относительно горизонта земли.
Недостатком указанного устройства является существенные трудозатраты на установку его в горизонтальное положение, заключающееся в необходимости вращения с помощью отвертки трех опорных винтов до достижения инклинометром горизонтального положения относительно поверхности земли.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемой полезной модели является принятый в качестве прототипа «Датчик двухкомпонентный угловых перемещений ДДУП.02 из состава системы измерений для проверки постоянных мостов» [Опыт применения измерительного комплекса «Система измерений для проверки постоянных мостов» для определения возможности пропуска сверхтяжелых нагрузок. / Е.А. Луговцев, М.Н. Ерофеев // Интернет-журнал «Транспортные сооружения», 2019 №3, https://t-s.today/PDF/l9SATS319.pdf], состоящий из основания круглой формы, датчика измерения углового перемещения, индикатора, показывающего отклонение от горизонта и трех регулировочных опорных винтов в основании, позволяющие настроить положение датчика относительно горизонта.
Основным недостатком данного технического решения является существенные трудозатраты, ввиду ручной настройки положения датчика угловых перемещений, заключающееся в необходимости вращения трех регулировочных винтов до достижения датчиком горизонтального положения относительно поверхности земли.
Задачей полезной модели является разработка устройства измерения угловых перемещений, снижающего трудоемкость его установки при выполнении измерений.
Технический результат полезной модели заключается в снижении трудозатрат при выравнивании положения датчика относительно горизонта земли.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве измерения угловых перемещений, содержащее основание, датчик угловых перемещений, сверху основания со смещением от его центральной оси к одной из боковых сторон вертикально к поверхности основания приварен кронштейн, в нижней части которого к основанию привинчен блок управления с возможностью связи с внешним переносным устройством через кабельные линии. В верхней части к стенке кронштейна привинчен блок стабилизации вертикального положения двухосевого стабилизатора, состоящий из электродвигателя, на валу которого запрессована П-образная скоба, в нижней части которой с одной стороны привинчен блок стабилизации горизонтального положения двухосевого стабилизатора, состоящий из электродвигателя, на валу которого зачеканен первый фиксатор, при этом на другом конце П-образной скобы соосно по направлению к первому фиксатору закреплен второй фиксатор с возможностью вращения вокруг своей оси, а на концах фиксаторов по центру выполнены пазы, внутри которых встроена пластина, сверху которой, по центру запрессован датчик угловых перемещений.
Таким образом, перечисленные элементы соединены между собой при помощи сборочных операций с образованием конструктивного единства, обеспечивающего реализацию заявляемой полезной модели.
Техническая сущность заявляемой полезной модели представлена на фиг. 1, 2, 3, 4, 5.
На фиг. 1 показан вид спереди устройства измерения угловых перемещений, где: 1 - основание; 2 - кронштейн; 3 - блок управления; 4 - кабельные линии; 5 - блок стабилизации вертикального положения двухосевого стабилизатора, состоящий из электродвигателя; 6 - вал электродвигателя блока стабилизации вертикального положения; 7 - П-образная скоба; 8 - блок стабилизации горизонтального положения двухосевого стабилизатора, состоящий из электродвигателя; 9 - вал электродвигателя блока стабилизации горизонтального положения; 10 - первый фиксатор; 11 - второй фиксатор; 12 - пластина; 13 - датчик углового перемещения.
На фиг. 2 показан вид сбоку устройства измерения угловых перемещений, где: 1 - основание; 2 - кронштейн; 3 - блок управления; 4 - кабельные линии; 5 - блок стабилизации вертикального положения двухосевого стабилизатора, состоящий из электродвигателя; 6 - вал электродвигателя блока стабилизации вертикального положения; 7 - П-образная скоба; 8 - блок стабилизации горизонтального положения двухосевого стабилизатора, состоящий из электродвигателя; 12 - пластина; 13 - датчик углового перемещения.
На фиг. 3 показан вид сверху устройства измерения угловых перемещений, где: 1 - основание; 2 - кронштейн; 5 - блок стабилизации вертикального положения двухосевого стабилизатора, состоящий из электродвигателя; 6 -вал электродвигателя блока стабилизации вертикального положения; 7 - П-образная скоба; 8 - блок стабилизации горизонтального положения двухосевого стабилизатора, состоящий из электродвигателя; 12 - пластина; 13 - датчик углового перемещения.
На фиг. 4 показана работа блока стабилизации вертикального положения устройства измерения угловых перемещений, где: 1 - основание; 2 - кронштейн; 3 - блок управления; 4 - кабельные линии; 5 - блок стабилизации вертикального положения двухосевого стабилизатора, состоящий из электродвигателя; 6 - вал электродвигателя блока стабилизации вертикального положения; 7 - П-образная скоба; 8 - блок стабилизации горизонтального положения двухосевого стабилизатора, состоящий из электродвигателя; 9 - вал электродвигателя блока стабилизации горизонтального положения; 10 - первый фиксатор; 11 - второй фиксатор; 12 - пластина; 13 - датчик углового перемещения.
На фиг. 5 показана работа блока стабилизации горизонтального положения устройства измерения угловых перемещений, где: 1 - основание; 2 - кронштейн; 3 - блок управления; 4 - кабельные линии; 5 - блок стабилизации вертикального положения двухосевого стабилизатора, состоящий из электродвигателя; 6 - вал электродвигателя блока стабилизации вертикального положения; 7 - П-образная скоба; 8 - блок стабилизации горизонтального положения двухосевого стабилизатора, состоящий из электродвигателя; 12 - пластина; 13 - датчик углового перемещения.
Осуществление полезной модели.
Устройство измерения угловых перемещений содержит основание 1, выполненное в виде пластины (см. Фиг 1, 2, 3, 4, 5). Сверху основания 1 со смещением от его центральной оси к одной из боковых сторон вертикально к поверхности основания 1 приварен кронштейн 2, в нижней части которого к основанию 1 привинчен блок управления 3 с возможностью связи с внешним переносным устройством (на фигурах не показано) через кабельные линии 4. В верхней части к стенке кронштейна 2 привинчен блок стабилизации вертикального положения двухосевого стабилизатора, состоящий из электродвигателя 5, на валу 6, которого запрессована П-образная скоба 7, в нижней части которой с одной стороны привинчен блок стабилизации горизонтального положения двухосевого стабилизатора, состоящий из электродвигателя 8, на валу 9 которого зачеканен первый фиксатор 10, при этом на другом конце П-образной скобы 7 соосно по направлению к первому фиксатору 10 закреплен второй фиксатор 11 с возможностью вращения вокруг своей оси. На концах фиксаторов 10, 11 по центру выполнены пазы, внутри которых встроена пластина 12, сверху которой, по центру запрессован датчик угловых перемещений 13.
Устройство измерения угловых перемещений используют следующим образом.
Предложенный вариант устройства устанавливают в месте, необходимом для измерения углового перемещения, например, на поверхность пролетного строения моста над опорным сечением, подключают с помощью кабельных линий к внешнему переносному устройству и источнику питания (на фигурах не показано), производят его включение.
По сигналу от внешнего переносного устройства через блок управления 3 по кабельным линиям 4 блок стабилизации вертикального положения за счет вращения электродвигателя 5, а блок стабилизации горизонтального положения за счет вращения электродвигателя 8, выравнивают положение датчика углового перемещения 13 относительно поверхности земли (см. Фиг. 4, Фиг. 5). При этом сигнал от блоков стабилизации вертикального и горизонтального положения о достигнутом выравненном положении датчика углового перемещения 13 по кабельным линиям 4 принимается и обрабатывается блоком управления 3. По управляющему сигналу от блока управления 3 по кабельным линиям 4 блоками стабилизации вертикального и горизонтального положения достигнутое выравненное положение датчика углового перемещения 13 относительно поверхности земли фиксируется.
При изменении положения поверхности, на которой установлено устройство измерения угловых перемещений, например, при воздействии на опорную поверхность пролетного строения моста пробной подвижной нагрузкой (на фигурах не показано), датчик углового перемещения 13 измеряет угловое перемещение участка пролетного строения.
После снятия показаний с устройства измерения угловых перемещений, его отключают и снимают с места установки.
Технический результат полезной модели - снижение трудоемкости достигается за счет того, что благодаря автоматическому выравниванию положения датчика угловых перемещений относительно горизонта земли за счет работы блоков стабилизации вертикального и горизонтального положения двухосевого стабилизатора отсутствует необходимость ручного вращения трех регулировочных винтов до достижения датчиком горизонтального положения относительно поверхности земли.