УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ МЕСТОНАХОЖДЕНИЯ ГРУЗА В ТРЮМЕ

Техническое решение относится к области технической физики, а именно, области оптических методов определения местонахождения физических тел, и может быть использовано при контроле местонахождения физических тел, предпочтительно, смещения грузов в трюмах самолетов и кораблей.
Известно (SU, авторское свидетельство 1350489, G 01 В 11/00, 1987) устройство контроля перемещения объектов, содержащее последовательно установленные монохроматический источник излучения, коллиматор, многослойный голографический элемент, а также два фотоприемника, один из которых расположен на контролируемом объекте, и электронный блок.
Недостатком известного устройства можно признать невозможность использования его в условиях перевозки грузов.
Известно (RU, патент 2107258 G 01 В 11/00, 1998) устройство контроля положения тела, содержащее импульсный монохроматический источник излучения (лазер), светофильтр, объектив, фотоприемник, размещаемый на контролируем объекте, селективный усилитель и электронный блок, выполненный с возможностью генерирования сигнала при смещении пятна оптического излучения с области оптической чувствительности фотоприемника.
Недостатком известного устройства следует признать его непригодность для контроля перемещения физических тел при их перевозке из-за конструктивной сложности устройства.
Техническая задача, решаемая с использованием предлагаемого устройства, состоит в обеспечении контроля за местоположением грузов при их перевозке морским и авиационным транспортом.
Технический результат, достигаемый при реализации предложенного устройства, состоит в повышении безопасности перевозок за счет своевременного обнаружения начала самопроизвольного перемещения грузов по поверхности трюма, что позволяет своевременно принять меры к дополнительному креплению груза или прекращения движения транспортного средства.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать устройство определения изменения местонахождения груза в трюме, содержащее лазер, по меньшей мере, один фотоприемник, оптический элемент и блок-сигнализатор, выполненный с возможностью выработки предупредительного сигнала при исчезновении лазерного луча с фоточувствительной площадки фоточувствительного элемента, причем лазер и фотоприемник закреплены на стенах трюма, оптический элемент выполнен с возможностью отклонения оптического луча и размещен на грузе таким образом, что луч лазера, отраженный от указанного элемента, попадает на указанный фотоприемник, при этом выход фотоприемника подключен к блоку - сигнализатору. За фоновый сигнал, передаваемый фотоприемников блоку-сигнализатору, принята величина сигнала, соответствующая полному поглощению фоточувствительным участком фотоприемника лазерного луча, отраженного поворотным элементом. Чем больше угол, на который отклоняет лазерный луч оптический элемент, закрепленный на грузе, тем более чувствительно к перемещению устройство. При смещении груза, на котором закреплен оптический элемент, с установленного места произойдет и смещение лазерного луча с фоточувствительной
области фотоприемника. Это приведет к тому, что меньшая часть лазерного луча будет поступать на фоточувствительную поверхность фотоприемника, что приведет к изменению величины информационного сигнала по сравнению с величиной фонового сигнала. Блок-сигнализатор может быть выполнен в любом исполнении: с подачей звукового сигнала в рубку корабля или кабины самолета, передачи информации на бортовой компьютер и т.д. В качестве фотоприемника могут быть использованы фотоэлектронный умножитель, или матрица фотодиодов, или матрица фоторезисторов и любое другое устройство, способное регистрировать изменение интенсивности освещения. В качестве отражательного элемента могут быть использованы, в предпочтительном варианте, зеркало или призма, способные изменить направление отраженного лазерного луча.
На чертеже приведен вид сверху заявленного устройства, установленного в трюме самолета, при этом использованы следующие обозначения: стены 1 трюма, лазер 2, зеркало 3, груз 4, фотоприемник 5.
В дальнейшем сущность заявленного устройства и его работа будут раскрыты с использованием примеров реализации.
При перевозке в трюме самолета «Руслан» турбины электростанции на одной из стен трюма установили газовый лазер мощностью 200 мВт, на поверхности упаковки турбины разместили зеркало, ориентированное под углом примерно 35° к оси лазерного пучка. На второй стене трюма установили фотоприемник (фотоэлектронный умножитель ФЭУ-90) таким образом, что отраженный луч лазера полностью попал на фоточувствительную область фотоприемника. Выход фотоприемника подключили к входу сигнализатора, выполненного с возможностью подачи голосового
сигнала в кабину пилотов. Упаковка с турбиной была прочно закреплена в трюме самолета. Однако при взлете вследствие ускорения произошло ослабление одного из креплений упаковки, что привело к изменению положения упаковки и, как следствие смещение лазерного луча с фоточувствительной области фотоприемника. Изменение величины информационного сигнала по сравнению с величиной фонового сигнала было зарегистрировано блоком-сигнализатором, который голосовой связью сообщил об этом экипажу самолета.
2. При перевозке в трюме корабля грузов, упакованных в ящики, закрепленные стандартным образом в трюме, на каждом из ящиков было закреплено поворотное зеркало. Соответственно для каждого зеркала на стенах трюма были закреплены пара: лазер - фотодиодная матрица, причем выход каждой матрицы был соединен с входом блока-сигнализатора. В процессе движения из-за бортовой качки произошло ослабление креплений некоторых ящиков, что привело к смещению положения зеркал, закрепленных на этих ящиках и, соответственно, к рассовмещению лазерного луча и положения фоточувствительной области фотоприемника. Блок-сигнализатор передал информацию в рубку корабля, после чего было принято решение о необходимости установки дополнительных креплений ящиков.
Использование предлагаемого устройства позволяет повысить безопасность перевозок грузов за счет своевременного обнаружения начала их самопроизвольного перемещения по поверхности трюма, что позволяет принять меры к дополнительному креплению груза или прекращения движения транспортного средства.