Электролитический емкостный датчик горизонта

(51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР НИ Е ИСАНИЕ И ИДЕТЕЛ ЬСТ АВТОРСКОМ 10 Бюл, М 41специальное конпогрузчикам.уганкин, Ю.Д. СП, Шматько, В,И трукто ирнов, С,А Кругликов и е свидетельство СССРл, 6 01 С 9/18. 1987.(57) Использожения монтажроприемникоустройство сосуда 1 и 2,трубкой 5, ча(21) 4872086/ (22) 29.08.90 (46) 07.11.92, (71) Головное бюро по авто (72) Д.И. Др Дворяшин, А С,В. Боровец (56) Авторско Ь 1439405, к ЛИТИЧЕСКИЙ ЕМКОСТНЫЙ ЗОНТАание: для стабилизации полоной площадки стреловых гидв. Сущность изобретения; держит два вертикальных сооединенных горизонтальной стично заполненных электролитом, демпфирующим электромагнитом, катушки 6 которого расположены с наружной стороны горизонтальной трубки, а якорь выполнен в виде двух стаканов 7 и 8, обращенных друг к другу открытыми торцами с возможностью взаимодействия друг с другом посредством пружины 12 сжатия, при этом каждый из стаканов выполнен с двумя фторопластовыми кольцами 13,14;15,16, расположенными соответственно со стороны открытого торца и днища стакана, причем один из стаканов выполнен со сквозными отверстиями в его стенке, расположенными между фторопластовыми кольцами, одно из которых, расположенное со стороны днища стакана, а также оба фторопластовых кольца другого стакана выполнены со сквозными каналами. 2 з.п.ф-лы, 45 10 15 20 25 Изобретение относится к области приборостроения, а именно к датчикам горизонта. и предназначено для использованияв системах стабилизации положения монтажных площадок стреловых гидроподъемников,Известны электролитические датчикигоризонта, включающие полость, заполненную электролитом, содержащие воздушныйпузырек и электроды. Существенным недостатком таких датчиков является низкая помехоустойчивость на возмущения иускорения в боковом и продольном направлениях, что делает невозможным их применение в системах стабилизации монтажныхплощадок стреловых гидроподъемников,Известен также датчик угла наклонагрузоподъемной платформы, содержащийсосуд, частично заполненный токопроводящей жидкостью, выполненный в верхней части с боковым выступом, в которомустановлены токопроводящие пластины.Недостатком этой конструкции являетсянизкий коэффициент возврата в исходноеположение, а также высокая чувствительность к возмущениям и ускорениям в продольном направлении.Прототипом изобретения является измеритель угла наклона различных объектов,содержащий два вертикальных сосуда с измерительными электродами, соединенныхгоризонтальной трубкой и частично заполненных электролитами,Этот датчик также характеризуется низкой помехоустойчивостью в продольном направлении; что делает невозможнымприменение его в системах стабилизациимонтажных площадок гидроподъемников.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости датчика в продольном направлении.Сущность изобретения заключается втом, что датчик снабжен демпфирующимэлектромагнитом, катушки которого расположены с наружной стороны горизонтальной трубки, а якорь выполнен в виде двухстаканов, обращенных друг к другу открытыми торцами, выполненных диаметромменьшим внутреннего диаметра горизонтальной трубки и расположенных в этойтрубке с возможностью взаимодействиядруг с другом благодаря введенной пружины сжатия. При этом каждый из стакановвыполнен с двумя фторопластовымикольцами с диаметром, равным внутреннему диаметру горизонтальной трубки и расположенными соответственно со стороныоткрытого торца и днища стаканов. В стенкеодного из стаканов между фторопластовыми кольцами выполнены сквозные отверстия, а кольцо, расположенное со стороны днища упомянутого стакана, установлено на стакане с образованием сквозного канала, На втором стакане оба фторопластовые кольца установлены с образованием сквозных каналов, причем эти каналы могут быть выполнены как на поверхности стаканов, так и в кольцах.На фиг,1 показан предлагаемый датчик; на фиг.2 - конструкция якоря; на фиг.З - вид А на фиг.2; на фиг.4 - сечение Б - Б на фиг.З.Электролитический емкостной датчик горизонта (фиг.1) содержит два вертикальных сосуда 1 и 2, в которых установлены измерительные электроды 3 и 4. Сосуды 1 и 2 соединены горизонтальной трубкой 5 и частично заполнены электромагнитной жидкостью. С наружной стороны горизонтальной трубки 5 (фиг.2) расположена катушка 6 демпфирующего электромагнита, а якорь его выполнен в виде двух стаканов 7 и 8 (фиг.4), обращенных друг к другу открытыми торцами. Стаканы 7 и 8 соединены между собой винтом 9 и гайками 10,11, на котором расположена пружина сжатия 12, обеспечивающая взаимодействие стаканов с гарантированным зазором 3 (фиг.4) между 6 ними для свободного перетекания жидкости при отсутствии тока в катушке 6 электромаг 30 нита, Стаканы 7 и 8 выполнены диаметром,меньшим внутреннего диаметра горизонтальной трубки 5, установлены во внутренней полости этой трубки посредством. фторопластовых колец 13,14,15,16, Фтороп.35 ластовые кольца выполнены диаметром.равным внутреннему диаметру горизонтальной трубки 5 так, чтобы стаканы 7 и 8могли перемещаться. Ход якоря ограничивается стержнями 17,18, а для герметизации40 полости сосуда служат фторопластовыепробки 19,20,21 и 22, которые зафиксированы заглушками 23,24,25 и 26, Вертикальныесосуды 1 и 2 снабжены дополнительно дросселирующими шайбами 27,28 (фиг.1),45 В стенке стакана 7 между фторопластовыми кольцами 13 и 15 выполнены сквозныеотверстия 29 (фиг.4), а кольцо 13 установлено с образованием сквозного канала 30.Фторопластовые кольца 14,16 оба установ 50 лены на стакане 8 с образованием сквозныхканалов 31 и 32, которые в сочетании с каналом 30, отверстиями 6 и зазором 3 обеспечивают перетекание жидкости приотсутствии тока в катушке 6 демпфирующе 55 го электромагнита,Сквозные каналы 30,31 и 32 могут бытьвыполнены как на поверхности стаканов 7 и8, так и в фторопластовых кольцах 13,14 и 16соответственно, 1774170510 20 25 30 35 40 45 50 55 Фторопластовые кольца 13,14,15 и 16 фиксированы на стаканах 7 и 8 посредством пазов (фиг,3), а сосуд выполнен из немагнитного материала.Питание катушки 6 демпфирующего электромагнита осуществляется импульсным напряжением, причем длительность импульса выбирается равной длительности паузы при частоте следования импульсов в пределах от 2 до 20 Гц. Электролитический емкостной датчик горизонта устанавливается на монтажной площадке стрелового гидроприемника и связан с системой стабилизации положения этой площадки,Работает датчик следующим образом, При отклонении положения монтажной площадки от горизонтального (вследствие, например, плавного изменения угла наклона стрелы гидроподъемника при установке площадки в рабочее положение или любой другой причины) жидкость с левого вертикального сосуда 1 (или правого 2) перетекает в левый вертикальный сосуд 2 (или правый 1) через канал 30, отверстия 29, зазор Я между стаканами 7 и 8, и каналы 31,32 при отсутствии напряжения на обмотке электромагнита, т.е. в момент паузы) до полного выравнивания уровней жидкости в сосудах, При этом активная длина одного измерительного электрода, находящегося в электромагнитной жидкости, увеличивается, а другого - соответственно уменьшается, обусловливая величину выходного электрического сигнала, Сигнал, снимаемый с электродов 3,4, после усиления поступает на исполнительный орган, который возвращает монтажную площадку в горизонтальное положение.При подаче напряжения на катушку 6 демпфирующего электромагнита, магнитный поток. создаваемый током катушки, концентрируется в стальном магнитопроводе катушки б и замыкается в якоре, проходя через воздушный зазор, образованный тонкостенной горизонтальной трубкой 5. Магнитный поток, пронизывая стаканы 7 и 8 якоря, намагничивает их, создавая при этом силу притяжения стаканов 7 и 8 друг к другу, преодолевая усилие пружины сжатия 12.При перемещении стаканов 7,8 вправо или влево от нейтрального положения относительно катушки б, возникает электромагнитная сила взаимодействия между катушкой 6 и стаканами 7,8 якоря, которая устанавливает их в строго определенное полокение. Это положение якоря относительно катушки определяется наибольшей величиной магнитного потока в магнитопроводе катушки и якоря. При малых ускорениях монтажной площадки, когда стаканы 7,8 якоря не могут перемещаться из-за сил трения, а перемещается только столб жидкости, демпфирование колебаний уровней жидкости в сосудах 1,2 происходит прямо пропорционально частоте следования импульсов напряжения, оптимальная частота которых подбирается для каждого конкретного обьекта.При ускорениях, равных или больших ат,ц где 1 = 0,04 - 0,06 коэффициент трения фторопласта по стали, 9 - ускорение свободного падения) пео=мещение всего столба жидкости происходит вместе с якорем при отсутствии импульса на обмотке электромагнита; а при поступлении импульса на обмотку электромагнита якорь возвращается в исходное положение, при этом столб жидкости также возвращается в исходное положение,Для предотвращения выхода стаканов 7,8 за зону действия катушки 6 (например, при транспортировке), когда катушка электромагнита обесточена. служат стержни 17 и 18.Описанное выполнение электролитического емкостного датчика повышает его помехоустойчивость от случайных кратковременных колебаний монтажной площадкиФормула изобретения 1,Электролитический емкостный датчик горизонта, содержащий два вертикальных сосуда с измерительными электродами, соединенных горизонтальной трубкой и частично заполненных электролитом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, он снабжен демпфирующим электромагнитом, катушки которого расположены с наружной стороны горизонтальной трубки, а якорь выполнен в виде двух стаканов с диаметром, меньшим внутреннего диаметра горизонтальной трубки, обращенных друг к другу открытыми торцами и расположенных внутри горизонтальной трубки с возможностью взаимодействия друг с другом через выведенную пружину сжатия, при этом каждый из стаканов выполнен с двумя фторопластовыми кольцами с диаметром, равным внутреннему диаметру горизонтальной трубки, расположенными соответственно со стороны открытого торца и днища стакана, причем один из стаканов выполнен со сквозными отверстиями в его стенке, расположенными между фторопластовыми кольцами, а между одним из колец, расположенным со стороны днища стакана,и его стенками, а также между обоими фто 1774170ропластовыми кольцами другоо стакана и его стенками выполнены сквозные каналы.2,Датчик по п 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что сквозные каналы выполнены в виде пазов на наружной поверхности другого З,Датчик по п.1, о т л и ч а ю щ и йс л тем, что сквозные каналы выполнены в виде пазов на внутренней поверхности фтороплэстовых 5 колец,1774 170 Составитель В.Рось Техред М.Моргентал Корректор С.Пекарь Редактор С.Кулакова Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3919 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН ССи ГКНТ СС Р113035, Москва. Ж, Раушская наб 4/5