Устройство для определения масштабного номера шкалы жиромера

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК И 9) (И 15 И 4 С 01 Р 25 1 Б 33/О ВИЬ.1111;,: : ЕНИЯ ЛЬСТВ 28-1 У 14А.Акопов,раджяния, В,С 8) свидетельство СССС 01 Р 25/00, 1962 яндс- д ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЭ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(21) 4041984/ (22) 24.03.86 (46) 15,04.88 ( 72) Г. Г. Ладар В.И.Самарин и (53) 663. 1(08 (56) Авторско В 156448, кл. (54) УСТРОЙСТВ ТАБНОГО НОМЕРА (57) Изобретен тельной техник автоматическог ров, бюреток и изобретения - ределения масш жиромера Цель ем блока 17 ав О ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАСШШКАЛЫ ЖИРОМЕРА ие относится к измерие и предназначено для о тарирования жиромедругих сосудов, Цель повышение точности оптабного номера шкалы достигается примененитоматического управления и дозатора 6 рабочей жидкости, вымеренная доза которого определяетс двумя фотоэлектрическими датчиками 11 и 12 нижнего и верхнего уровней, установленными на стеклянной трубке 14 дозатора. В контрольном режиме осуществляются настройка требуемой дозы рабочей жидкости дозатора и определение с помощью электроконтактно го датчика 9 и соленоидных вентилей 1-4 базисного уровня слива жидкости из узла 7 крепления заготовки 1 О шка лы жиромера. В рабочем режиме производятся измерение уровня заполнени заготовки шкалы жиромера рабочей ж костью с применением фотоэлектриче кого датчика 13 и определение при помощи блока 16 масштабного номера шкалы жиромера. 1 ил..Изобретение относится к измерительной технике и предназначено дляавтоматического тарирования жиромеров, пипеток, бюреток и других сосудов.5Цель изобретения - повышение точности определения ма,сштабного номерашкалы жиромера.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.Гидравлические каналы связи, накоторых установлены гидравлическиесоленоидные вентили 1-4, соединяютмежду собой резервуар 5 для хранения15жидкости, дозатор 6 жидкости, узел 7крепления заготовки шкалы жиромера.Гидравлический соленоидный вентиль 1установлен на выходе 8 узла креплениязаготовки шкалы жиромера, которыйпредставляет собой резервуар с резиновым уплотнением и двумя штуцерамидля подачи и слива рабочей жидкости.Узел крепления имеет встроенный электроконтактный датчик 9 уровня сливажидкости из узла крепления заготовкишкалы жиромера,Для обеспечения движения рабочейжидкости самотеком под действием перепада давления резервуар 5, дозатор6, заготовка 10 шкалы жиромера, гид 30равлические соленоидные вентили 1-4и выход 8 узла крепления заготовкишкалы жиромера расположены по высотетаким образом, чтобы фотоэлектрический датчик 11 нижнего уровня дозатора 35был выше максимальной длины заготовки10 шкалы жиромера, резервуар 5 - выше фотоэлектрического датчика 12верхнего уровня дозатора, а гидравлические соленоидные вентили 1-4 и выход 8 - ниже узла 7 крепления заготовки,Перед работой устройства все гидравлические каналы связи должны бытьзаполнены рабочей жидкостью, а пузырьки и воздушные пробки должны бытьвыведены.В одном конструктиве с узлом 7крепления заготовки установлен фотоэлектрический датчик 13 уровня запол кения заготовки шкалы жиромера,Дозатор 6 состоит из стекляннойтрубки 14 с малым внутренним диаметром, на которой укреплены фотоэлектрические датчики 11 и 12 уровня. Номинальная доза рабочей жидкости в дозаторе определяется позицией этихЬотоэлектрических датчиков уровня,соотв етствующими пер емеще ниями которых вдоль оси стеклянной трубки 14достигается возможность настройкидозатора на требуемую дозу.Блок 15 линейных измерений осуществляет измерение столба рабочей жидкости, сформированного в заготовке10 в результате вливания в нее нормированной дозы рабочей жидкости, которая в рассматриваемой задаче составляет 0,750+0,002 мл; Блок 15 представляет собой оптико-электронноеустройство, включающее в свой состависточник и приемник излучения, оптически связанные между собой, а такжесканирующее устройство. Он обеспечивает автоматическое нахождение мениска жидкости в заготовке 10, используясвойство различной оптической плотности мениска и стеклянной заготовки10 (с водой или без нее), а также измерение высоты столба жидкости в ней,Блок линейных измерений высотыстолба жидкостей представлен в общемвиде,Одним из вариантов реализации может служить одноканальная оптико" .электронная схема, состоящая из одного излучателя и одного фотоприемникас использованием механической системысканирования, В качестве последнейможет служить, в частности, паравикт-гайка, на которой закреплена каретка с оптико-электронной схемой,перемещаемая вдоль оси заготовки 10с помощью реверсивного электропривода. При попадании в поле зрения оптико-электронной схемы мениска жидкости вырабатывается сигнал непосредственного измерения высоты столба жидкости, осуществляемого путем подсчетаколичества оборотов винта при известном шаге винта,Другим примером может служить оптико-электронное устройство, использующее в качестве чувствительногоэлемента светочувствительную матрицу(или линейку), зафиксированную неподвижно, на которую спроецировано изображение шкальной части заготовки 10,а сканирование осуществляется электронным коммутатором. Линейное измерение осуществляется при сканированиипутем подсчета количества опрошенныхсветочувствительных элементов матрицы (линейки),Блок 16 формирования масштабногономера шкалы жиромера и индикации ре 1388727зультата построен на стандартных элементах электроники, Он осуществляетпреобразование линейного размера высоты столба жидкости в заготовке 10в соответствующий масштабный номер5шкалы и последующую цифровую индикацию номера. Номер шкалы определяетсяпо формулеИ = 2(1-1, )+1,где И - масштабный номер шкалы;1 - высота столба жидкости, мм;1, - минимальная длина шкалы (внашем случае 1,=65 мм), которой присваивается В 1, приэтом дробные значения результата округляются до ближайшего целого числа,Блок 17 автоматического управления(БАУ) также построен на стандартныхэлементах электроники и осуществляетуправление работой устройства,Рассмотренные элементы схемы устройства соединены между собой следующим образом, Блок 17 автоматического управления имеет входы 1 и 2 дляподключения узлов запуска устройствав рабочем и контрольной режимах, 3и 4 - для соединения фотоэлектрических датчиков нижнего и верхнего уров 30ней, 5 - для подключения блока линейных измерений высоты столба жидкости,6 - для подсоединения фотоэлектрического датчика уровня заполнения заготовки шкалы жиромера, 7 - для подсоединения электроконтактного датчикауровня слива жидкости из узла крепления заготовки шкалы жиромера.Выходы 1-6 блока автоматическогоуправления связаны соответственно совходами блока линейных измерений, высоты столба жидкости, гидравлическихсоленоидных вентилей и блоком формирования масштабного номера шкалы жиромера и индикации резуьтата определения, Вход блока формирования масш 45табного номера шкалы жиромера соединен также с выходом блока линейныхизмерений высоты столба жидкости. Устройство работает следующим образом.В устройстве предусмотрено два режима: рабочий (основной) и контрольный,В рабочем режиме реализуется алго ритм, обеспечивающий достижение основной целевой функции - определение масштабного номера шкалы жиромера. В контрольном режиме работы осуществляется настройка дозатора на номинальное значение дозы или контроль и корректировка (при необходимости) весовым методом метрологических характеристик дозатора с учетом погрешности, вносимой каналом передачи дозы. Все эти операции осуществляются в период подготовки устройства к работе персоналом, как правило, не уча- ствующим в эксплуатации устройства.Для вывода контрольной дозы из устройства в целях взвешивания вконтрольйэм режиме используется специальное стеклянное приспособление, Оно представляет собой изогнутую трубку, на одном конце имеющую форму сапожка (головки) жиромера для удобства установки в узел 7 крепления заготовки шкалы жиромера, в которой указанное приспособление помещается вместо заготовки 10На другом конце приспособление выполнено в виде максимально сужающейся трубки в целях обеспечения высокой точности вывода дозы рабочей жидкости, которая поступает в специальный сосуд (например, бюксу) для взвешивания.Рассмотрим работу устройства в каждом из режимов.Контрольный режим.Перед началом работы в узел 7 крепления заготовки шкалы жиромера устанавливается приспособление для вывода дозы. Затем внешним сигналом С, поступающим на вход 2 БАУ 17, от узла запуска устройства в .контрольном режиме устройство запускается в автоматический режим работы. При этом по сигналу с выхода 5 БАУ 17 отпирается вентиль 4, и рабочая жидКость начинает поступать из резервуара 5 в стеклянную трубку 14 дозатора 6. Процесс заполнения дозатора 6 продолжается до момента достижения мениском жидкости датчика 12 верхнего уровня. После этого последний вырабатывает сигнал, поступающий на вход 3 БАУ 17, который при этом формирует на своем выходе 5 сигнал, запирающий вентиль 4.После заполнения дозатора по сигналу с выхода 4 БАУ 17 отпирается вентиль 3, и тем .самым начинается процесс формирования и передачи дозы. В результате рабочая жидкость начинает поступать в приспособление для вывода дозы до тех пор, пока мениск опускающегося столба жидкости в труб 138872750 ке 14 не достигнет датчика 11 нижнегоуровня, который при этом формируетсигнал, поступающий на вход 4 БАУ 17,после чего по сигналу с выхода 4 БАУ17 вентиль 3 запирается.Контрольная доза может быть выведена из устройства для взвешиванияпосле того, как приспособление длявывода дозы будет полностью (до сливного кончика) заполнено рабочей жидкостью, Возможность этого достигаетсяформой кончика приспособления, В контрольном режиме предусматриваетсяцикл, по которому обеспечивается возможность повторения операций формирования и передачи дозы до полного заполнения приспособления. Факт заполнения приспособления определяетсявизуально. 20После того как приспособление заполнено производится запуск устройства в работу с целью вывода контрольной дозы для взвешивания.Взвешивание и обработка его результатов осуществляется по известнымметодикам и, в частности, с учетомтемпературных коэффициентов,После обработки результатов взвешивания выполняют их оцениваниИ, Еслизначение контрольной дозы не соответствует установленному номиналу, тоосуществляется соответствующая корректировка позиции датчика 11, послечего выполняют повторный запуск устройства в работу и т,д. до получениятребуемого результата.После окончания работы в контрольном режиме приспособление для выводадозы вынимается из устройства. Приэтом рекомендуется зажать кончик при 40способления пальцем, чтобы не залитьжидкостью рабочее место.Рабочий режим,Перед началом работы заготовка 10шкалы жиромера устанавливается в узел7 крепления заготовки шкалы жиромера.После этого внешним сигналом с, поступающим на вход 1 БАУ 17, от узлазапуска устройства в рабочий режимустройство включается в работу,Операция заполнения дозатора 6осуществляется аналогично контрольному режиму работы,После заполнения дозатора 6 посигналу с выхода 3 БАУ 17 отпирается 55вентиль 2 и рабочая жидкость из резервуара 5 начинает поступать в заготовку 10 до момента достижения мениском жидкости уровня датчика 13. Последний при этом вырабатывает сигнал,поступающий на вход 6 БАУ 17, в результате чего на его выходе 3 формируется сигнал, по которому вентиль 2запирается.На следующем этапе работы устройства по сигналу с выхода 1 БАУ 17запускается .в работу блок 15, которыйнаходит мениск рабочей жидкости, залитой в заготовку 10 из резервуара 5,.Этот мениск определяет базисный уровень измерения, который является начальной точкой отсчета шкалы жиромера.После завершения операции нахождения мениска блоком 15 последний вырабатывает сигнал, поступающий на вход5 БАУ 17, в результате чего на выходе4 последнего формируется сигнал, открывающий вентиль 3, что приводит креализации процесса формирования ипередачи дозы аналогично контрольномурежиму, При этом нормированная дозапоступает в заготовку 10, где образуется столб жидкости над базиснымуровнем измерения,Далее по сигналу с выхода 1 БАУ17 происходит повторное включение вработу блока 15, который осуществляет измерение линейного размера высотыстолба жидкости в заготовке 10 отнижней точки отсчета шкалы до верхней, определяемой мениском измеряемого столба жидкости, После окончанияизмерения блоком 15 вырабатываетсясигнал, поступающий на вход 5 БАУ 17,по которому последний формирует сиг-.нал на своем выходе 2, в, результатекоторого вентиль 1 отпирается и осуществляется слив рабочей жидкости изустройства до уровня, определяемогодатчиком 9,Слив рабочей жидкости до указанного уровня обеспечивает, во-первых,окунание кончика заготовки 10 в жидкость при установке в фиксатор, чемпредотвращается возможность образования в заготовке воздушных пузырей и,во-вторых, вывод жидкости из заготовки 10 после окончания измерений, чемпредотвращается заливание жидкостирабочего места при извлечении заготовки из устройства. После окончания укаэанной операциипо сигналу датчика 9, поступающемуна вход 7 БАУ 17, последний вырабаты1388727 формула изобретения Составитель В,ЕреминТехред М.Ходанич Корректор А.Тяско Редактор Э.Слиган Заказ 1571/43 Тираж 717 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вает сигнал на своем выходе 6, по которому запускается в работу блок 16,Блок 16 принимает информацию о результатах измерения выполненных блоЭ5ком 15, и реализует операции по определению масштабного номера шкалы, которые осуществляются согласно приведенной ранее формуле,В завершение осуществляется цифровая индикация полученного масштабногономера шкалы жиромера, что означаеттакже конец работы устройства, послечего заготовка шкалы жиромера 10 может быть вынута из него.15В настоящее время разработано 40типоразмеров шкал жиромеров длинойот 65 до 85 мм с разбивкой по 0,5 мм,одну из которых и требуется определить для конкретной заготовки. 20 устройство для определения масштабного номера шкалы жиромера, содер жащее дозатор жидкости, соединенныйгидравлическим каналом с узлом крепления заготовки шкалы жиромера, блок линейных измерений высоты столба жидкости, резервуар для хранения жидкости, блок индикации номера шкалы жиро- мера и гидравлические каналы, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности определения, оно снабжено блоком автоматического управления, фотоэлектрическим датчиком уровня заполнения заготовки шкалы жиромера, электроконтактным датчиком уровня слива жидкости из узла крепления заготовки шкалы жиромера и блоком формирования масштабного номера шкалыжиромера, гидривлическими соленоидными вентилями, при этом дозатор жидкости выполнен в виде стекляннойтрубки и двух расположенных на нейфотоэлектрических датчиков верхнегои нижнего уровней, причем датчик нижнего уровня укреплен на стекляннойтрубке с возможностью продольногоперемещения вдоль ее оси, а гидравлические соленоидные вентили установлены на гидравлических каналах, соединяющих выход резервуара для храненияжидкости с входами дозатора жидкостии узла крепления заготовки шкалы жиромера, вход узла крепления - с выхо,дом дозатора жидкости, а также навыходе узла крепления заготовки, приэтом блок автоматического управленияимеет входы для подключения узловзапуска устройства в рабочем и контрольном режимах, фотоэлектрическихдатчиков нижнего и верхнего уровней,блока линейных измерений высоты столба жидкости, фотоэлектрического датчика уровня заполнения заготовки шкалы жиромера, электронного датчикауровня слива жидкости из узла крепления заготовки шкалы жиромера, а выходы соответственно связаны с входамиблока линейных измерений высоты столба жидкости, блока формирования масштабного номера шкалы жиромера и индикации результата определения и соленоидными вентилями, при этом входблока формирования масштабного номерашкалы жиромера соединен также с выходом блока линейных измерений высотыстолба жидкости.