АУДИОЭЛЕКТРОННЫЙ УРОВЕНЬ

Настоящая полезная модель относится к области приборостроения, и может быть использована в строительстве зданий, дорог, сооружений и в быту.
Известен аудиоэлектронный уровень позволяющий сочетать визуальное считывание информации с аудиоиндикацией, содержащий корпус, в котором установлен контактные датчики положения источник питания и звонок (Патент США №3681052, Кл. G01С 9/06, опублик. 1975 г.)
Недостатком описанной конструкции прибора является низкая чувствительность и узкий рабочий диапазон.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является аудиоэлектронный уровень содержащий корпус с, по меньшей мере, одной опорной плоскостью, в котором установлен чувствительный элемент и звуковой сигнализатор (Патент РФ, №2082092, С1, Кл. G01С 9/24, опубл. 1997 г.)
Недостатком описанного прибора является неудобство визуального отслеживания положения пузырька при измерении наклона уровня, а также невозможность определения на слух отрицательных и положительных отклонений. Причем, измерение обычно происходит в условиях, характерных для строительных работ, то есть при недостаточной освещенности и в положениях, неудобных для считывания, что приводит к ошибкам при измерениях.
Ожидаемый технический эффект от использования аудиоэлектронного уровня по полезной модели заключается в повышении точности измерений, уменьшении количества грубых ошибок, а также облегчении процесса измерений.
Важным положительным эффектом предлагаемого изобретения является возможность пользования этим прибором людям с ограниченными возможностями по зрению. Это повышает социальную адаптацию подобных людей, тем самым расширяя сферу применения прибора.
Указанный технический эффект достигается тем, что в аудиоэлектронном уровне, состоящем из корпуса с, по меньшей мере, одной опорной плоскостью, в котором установлен чувствительный элемент, звуковой сигнализатор и электронный блок, в качестве чувствительного элемента использован линейный датчик ускорения, а электронный блок содержит узел преобразователей «напряжение - частота» для преобразования электрического сигнала линейного датчика ускорения в акустический сигнал.
А также тем, что звуковой сигнализатор выполнен в виде двух звуковых излучателей, разнесенных по противоположным краям корпуса уровня для различения направления угла отклонения.
А так же тем, что для проведения количественных измерений на наклонных поверхностях использован цифровой индикатор.
Описанная совокупность признаков позволяет достичь следующего.
В качестве датчика уровня используется не жидкостная ампула с ограниченными пределами измерений, а линейный датчик ускорений, с ориентацией на ускорение земного притяжения, что позволяет быстро и точно проводить калибровку прибора - от максимального значения равного 1G до нулевого значения.
Конструкция позволяет оценивать положение уровня на слух. Используя два органа чувств - зрение и слух, удается разделить функции контроля поверхности и достижения полезной моделью нулевого отклонения от горизонтали или вертикали (нулевое положение).
Конструкция устройства позволяет достичь пропорциональной зависимости между углом отклонения от нулевого положения и частотой следования импульсов. Причем, чем на меньший угол отклонен корпус устройства от нулевого положения, тем ниже частота воспринимаемых на слух импульсов. При достижении нулевого положения с заданной допустимой погрешностью, частота следования импульсов становится близкой, но не равной нулю.
Возможна прямая или обратная, линейная или нелинейная пропорциональные зависимости между углом отклонения и частотой.
Конструкция устройства также позволяет использовать еще одно свойство слуха, как органа чувств - способность слуха определять направление прихода звука - так называемый бинауральный эффект. Звуковые излучатели работают поочередно. Отклонение уровня от нулевого положения в одну сторону соответствует направлению прихода звука с этой стороны, а отклонение в другую сторону - направлению прихода звука с другой стороны.
Важным моментом является момент достижения нулевого положения. При подходе к нулевому положению импульсы начинают следовать из обоих излучателей. В момент достижения нулевого положения импульсы следуют синхронно с обоих направлений.
При обратной зависимости между углом отклонения и частотой, нулевое отклонение определяется по равенству высоты тона из обоих излучателей, то есть по звучанию в унисон.
Возможно, в момент достижения нулевого уровня, излучение из обоих излучателей одного, заранее определенного тона.
Так, при использовании предлагаемого изобретения, на слух - по частоте звука, можно определить угол и направление наклона уровня, а по частоте следования импульсов или унисону - достижение им нулевого положения.
Также важным моментом является возможность оперативной перестройки чувствительности прибора, что позволяет использовать один и тот же прибор для приблизительных и для точных работ.
Для совместимости с имеющимися традиционными измерительными уровнями, прибор включает в себя пузырьковую ампулу.
Для проведения количественных измерений на наклонных поверхностях прибор дополнен цифровым дисплеем, с указанием численного значения угла наклона.
Полезная модель поясняется функциональной схемой, на которой изображены узлы устройства и их функциональные связи.
Прибор состоит из корпуса 1 с, по меньшей мере, одной опорной поверхностью 2, узла датчика ускорений 3, узла преобразователей «напряжение - частота» 4, 5, 6, индикаторного узла с цифровым дисплеем 7, пузырьковой ампулы 8, узла стабилизации 9, источника автономного питания 10, переключателя «вертикаль-горизонталь» 11, переключателя точности измерений 12 и звуковых излучателей 13, 14. Узел датчика ускорений 3 закреплен на опорной поверхности 2 корпуса 1 с возможностью поворота на 90 градусов, для определения горизонтали или вертикали. Узел датчика ускорений 3 может быть выполненным в виде двухкомпонентного датчика линейных ускорений, не требующего поворота. В этом случае, выбор между горизонталью и вертикалью производится электронным переключателем 11.
Работает аудиоэлектронный уровень следующим образом.
Сигнал датчика ускорений 3 поступает на узел преобразователей «напряжение - частота». 4, 5. Коэффициент преобразования выбран таким, чтобы при изменении угла наклона от девяноста градусов до нуля, частота следования импульсов оставалась в звуковом диапазоне. Коэффициент преобразования может быть изменен переключателем 12 с целью повышения точности измерения.
Сигнал датчика ускорений 3 параллельно поступает также на преобразователь «напряжение-частота» 6, коэффициент преобразования которого выбран таким образом, чтобы численное значение частоты соответствовало значению угла наклона, выраженного в градусах и долях градуса.
Оба сигнала с выходов преобразователя 4, 5 поступают на два звуковых излучателя 13, 14, разнесенных на противоположные края корпуса 1 прибора.
Сигнал преобразователя 6 поступает на цифровой дисплей 7, показывающий угол отклонения от нулевого положения. С целью повышения автономности прибора, канал количественного измерения может быть отключен.