CZ2019264A3 - Kontaktní snímač - Google Patents

Abstract

Kontaktní snímač je tvořen základním tělesem (1), v němž je umístěn odpružený dřík (21). Konec dříku (21) vyčnívající ze dna (13) základního tělesa (1) je opatřen prostředky pro snímání fyzikální veličiny, nejčastěji teploty, z povrchu (71) zkoumaného předmětu (7). Na dně (13) základního tělesa (1) jsou připevněny fixační prostředky (5) pro uchycení k povrchu (71) zkoumaného předmětu (7), které jsou vybrány ze skupiny obsahující zejména permanentní magnety, magnetické folie, oboustranné lepicí pásky, jednostranné suché zipy a vakuové přísavky. Se snímacím prvkem (2) je spřažen informačně-přenosový kanál k vyhodnocovací aparatuře.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká kontaktního snímače uzpůsobeného pro upevnění k povrchu zkoumaného předmětu, kterýžto kontaktní snímač obsahuje jednak základní těleso se snímacím prvkem upraveným pro kontakt s povrchem zkoumaného předmětu a jednak informačně-přenosový kanál, který je spřažen se snímacím prvkem.

Dosavadní stav techniky

Jsou známy kontaktní snímače fýzikálních veličin, které lze sejmout z povrchu zkoumaného předmětu. V technické praxi se často jedná o snímání teploty, zatímco třeba v uměleckém oboru o snímání vibrací z povrchu strunných nástrojů. Kontaktní snímače určené pro technické účely bývají nej častěji opatřeny upevňovacími prostředky pro trvalé připevnění ke zkoumanému předmětu. To je nevýhodné v případě, že měření se provádí jen jednorázově po krátkou dobu. Pro posledně jmenovaný účel se proto používají kontaktní snímače s fixačními prostředky uzpůsobenými pro rychlé upevnění i odejmutí. Nejčastěji používaným fixačním prostředkem bývá permanentní magnet. U známých provedení je konfigurace permanentního magnetu, resp. magnetů ve vztahu ke snímacímu prvku natolik specifická, že kontaktní snímač lze použít jen pro některé druhy a tvary povrchů zkoumaných předmětů, což je nevýhodou známého stavu techniky.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody jsou podstatně zmenšeny kontaktním snímačem podle vynálezu uzpůsobeným pro upevnění k povrchu zkoumaného předmětu. Kontaktní snímač obsahuje jednak základní těleso se snímacím prvkem, který je upraven pro kontakt s povrchem zkoumaného předmětu, a jednak informačně-přenosový kanál, který je spřažen se snímacím prvkem. Podstata vynálezu spočívá v tom, že snímací prvek obsahuje dřík, který' je s vůlí umístěn v dutině vyhotovené v základním tělese. Na dříku je pevně nasazen prstenec, který je suvně uložen ve vedení vytvořeném v dutině. Prstenec je spřažen s pružinou se silovým účinkem ve směru výsuvu dříku ze dna základního tělesa. Konec dříku vyčnívající ze dna je opatřen prostředky pro snímání fýzikální veličiny z povrchu zkoumaného předmětu. Ze základního tělesa je mimo prostor dna vyveden informačně-přenosový kanál. Na dně základního tělesa jsou připevněny fixační prostředky pro uchycení k povrchu zkoumaného předmětu. Fixační prostředky jsou vybrány ze skupiny obsahující zejména permanentní magnety, magnetické folie, oboustranné lepicí pásky, jednostranné suché zipy a vakuové přísavky.

Prstenec, suvně uložený v dutině, má vnější a vnitřní čelo. Vnější čelo je orientováno směrem ke dnu základního tělesa. O vnitřní čelo je opřen první konec tlačné pružiny, která je s vůlí uložena v dutině základního tělesa. Druhý konec tlačné pružiny je spřažen s předpínacím ústrojím.

Předpínací ústrojí je ve výhodné alternativě tvořeno aretačním šroubem uloženým na společné ose s dříkem a tlačnou pružinou v dutině základního tělesa. O aretační šroub je opřen druhý konec tlačné pružiny.

Se snímacím prvkem spřažený informačně-přenosový kanál je tvořen kabelem, který je pevně spojen přes dřík se snímacím prvkem a provlečen průchozím otvorem vytvořeným okolo společné osy v aretačním šroubu.

Základní těleso může být vyhotoveno ve dvou provedeních. V rámci jednoho je tvořeno plným materiálem. V tomto plném materiálu je jednak vyhotovena dutina s vedením pro dřík a tlačnou

- 1 CZ 2019 - 264 A3 pružinu a jednak je zde vytvořen závit pro aretační šroub.

V rámci jiného provedení je základní těleso tvořeno skořepinou, k jejímuž dnu a víku je připevněna trubice. V trubici je vyhotovena dutina s vedením pro dřík a tlačnou pružinu. V trubici je rovněž vytvořen závit pro aretační šroub.

Za účelem eliminace vlivu teploty okolního prostředí je základní těleso na vnějším povrchu opatřeno antireflexním povlakem.

Jiný druh ochrany před okolní teplotou spočívá v tom, že okolo vnějšího povrchu základního tělesa je upraven antireflexní kryt.

Objasnění výkresů

Na připojeném výkrese je schematicky znázorněn příklad uskutečnění kontaktního snímače podle vynálezu, kde značí obr. 1 osový řez kontaktním snímačem, jehož základní těleso je tvořeno plným materiálem, obr. 2 pohled na dno ve směru šipky A z obr. 1, obr. 3 osový řez kontaktním snímačem, jehož základní těleso je tvořeno skořepinou, obr. 4 nárysný pohled na kontaktní snímač opatřený antireflexním krytem.

Příklady uskutečnění vynálezu

Nej důležitější částí kontaktního snímače je snímací prvek 2, který je uložen v základním tělese L Základní těleso 1 může být tvořeno plným materiálem (obr. 1) nebo skořepinou 14 (obr. 3), k jejímž protilehlým koncům je připevněno dno 13 a víko 15. Je-li základní těleso 1 tvořeno plným materiálem, jev něm vyhotovena dutina 11 s vedením 12. Je-li tvořeno skořepinou 14, je mezi dnem 13 a víkem 15 připevněna trubice 16, v níž je vyhotovena dutina 11 s vedením 12. Základní těleso 1 může mít v podstatě libovolný tvar, ale ze statického, ale i výrobního hlediska je účelné, má-li tvar komolého kužele.

Snímací prvek 2 obsahuje dřík 21. který je s vůlí umístěn v dutině 11 vyhotovené buď přímo v plném materiálu základního tělesa 1, nebo v případě skořepiny 14 v trubici 16. Na dříku 21 je pevně nasazen prstenec 22, který je jednak suvně uložen ve vedení 12 a jednak spřažen s pružinou se silovým účinkem ve směru výsuvu dříku 21 ze dna 13 základního tělesa 1. Výhodné uspořádání spočívá v tom, že prstenec 22 má vnější a vnitřní čelo 23. 24. z nichž vnější čelo 23 je orientováno směrem ke dnu 13 základního tělesa 1. O vnitřní čelo 24 je opřen první konec 41 tlačné pružiny 4, která je s vůlí uložena v dutině 11 základního tělesa 1. Druhý konec 42 tlačné pružiny 4 je spřažen s předpínacím ústrojím.

Předpínací ústrojí je tvořeno aretačním šroubem 6 uloženým na společné ose 8 s dříkem 21 a tlačnou pružinou 4 v dutině 11 základního tělesa 1. O aretační šroub 6 je opřen druhý konec 42 tlačné pružiny 4. Závit pro aretační šroub 6 je vytvořen v případě provedení podle obr. 1 přímo v plném materiálu základního tělesa 1, zatímco při skořepinovém provedení (obr. 3) v trubici 16.

Snímací prvek 2 je uzpůsoben pro snímání fýzikální veličiny, jejíž hodnotu na povrchu 71 zkoumaného předmětu 7 má zjistit. Fyzikální veličinou bývá nejčastěji teplota pláště např. zemědělského skladovacího sila. Jinou fýzikální veličinou může být vlhkost nebo elektrická vodivost. Za účelem snímání fyzikální veličiny je konec dříku 21 vyčnívající ze dna 13 opatřen prostředky pro snímání příslušné fýzikální veličiny. Proto je snímací prvek 2 upraven pro kontakt s povrchem 71 zkoumaného předmětu 7. Snímací prvek 2 podle příkladu provedení má podobu kontaktního teploměru, resp. termočlánku, pročež obsahuje např. bimetalový prvek a jeho aktivní konec je vytvarován do takové podoby, aby po instalaci byl v dotyku s povrchem 71 zkoumaného předmětu 7 celou plochou snímací části dříku 21. V případě dříku 21 o kruhovém průřezu je

-2CZ 2019 - 264 A3 výhodné, je-li tento aktivní konec plochý, nebo ještě lépe vydutý v souladu s obr. 1 a 3.

Se snímacím prvkem 2 je spřažen informačně-přenosový kanál, jehož úkolem je zajistit přenos naměřených hodnot od snímacího prvku 2 k neznázoměné vyhodnocovací aparatuře. Informačněpřenosový kanál může mít v neznázoměné alternativě podobu bezdrátovou, kdy v dutině 11 základního tělesa 1 je upraven vysílač, zatímco přijímač je umístěn nezávisle na poloze základního tělesa 1. V mnoha případech však postačuje jednodušší alternativa, v jejímž rámci je informačně-přenosový kanál tvořen kabelem 3, který je pevně spojen přes dřík 21 se snímacím prvkem 2. Kabel 3 je provlečen průchozím otvorem 61 vytvořeným okolo společné osy 8 v aretačním šroubu 6 (obr. 1). Na vnější straně je kabel 3 napojen na ne znázorněnou vyhodnocovací aparatura. Ať je informačně-přenosový kanál vytvořen jakkoliv, je ze základního tělesa 1 vyveden mimo prostor dna 13.

Na dně 13 jsou připevněny fixační prostředky 5 pro uchycení k povrchu 71 zkoumaného předmětu 7. Fixační prostředky 5 jsou s výhodou umístěny rovnoměrně po ploše dna 13, čehož lze snadno docílit zejména u dna 13 kruhového tvaru (obr. 2). Drah, resp. materiál fixačních prostředků 5 je závislý zejména na tvaru, ale i materiálu povrchu 71 zkoumaného předmětu 7. Jedná-li se o povrch 71 feromagnetický, pak lze s výhodou použít permanentní magnety buď mechanicky zakotvené do dna 13, nebo ke dnu 13 přilepené. Shodnou alternativou jsou magnetické fólie. Pro nemagnetické povrchy 71 jsou obdobou oboustranné lepicí pásky. Do skupiny fixačních prostředků 5 patří rovněž další prvky se shodnými účinky, jakými jsou např. jednostranné suché zipy a vakuové přísavky.

Jestliže kontaktní snímač má být vystaven účinkům okolního prostředí, zejména slunečního svitu, je účelné, je-li základní těleso 1 na vnějším povrchu 18 opatřeno antireflexním povlakem 19 (obr. 3). Jiná možnost ochrany před ovlivněním měření spočívá v tom, že okolo vnějšího povrchu 18 základního tělesa 1 je upraven antireflexní kryt 17 (obr. 4).

Před měřením fyzikální veličiny seznatelné z povrchu 71 zkoumaného předmětu 7 se kontaktní snímač připevní k tomuto povrchu 71. U povrchů 71 zkoumaných předmětů 7 z magnetických materiálů lze použít kontaktní snímač opatřený kterýmkoliv z celé skupiny fixačních prostředků

5. U nemagnetických materiálů se s výhodou použijí vakuové přísavky, nebo i permanentní magnety, ale k povrchu 71 zkoumaného předmětu 7 se předem musí připevnit magnetická podložka. Po přiložení kontaktního snímače musí dřík 2 spolehlivě doléhat na zkoumaný předmět 7. Za tím účelem se přítlačná síla vyreguluje pomocí aretačního šroubu 6, přičemž tato síla je dána odporem tlačné pružiny 4 působícím mezi aretačním šroubem 6 a prstencem 22 pevně nasazeným na dříku 21. Podle předpokládané velikosti přítlačné síly lze zvolit kontaktní snímač s odpovídajícím počtem permanentních magnetů, resp. s fixačními prostředky 5 vyvozujícími požadovanou přídržnou sílu. Pro zlepšení kontaktu mezi snímacím prvkem 2 a zkoumaným předmětem 7, a tím ke zpřesnění měření, je zejména při měření teploty vhodné do místa styku aplikovat tepelně vodivou pastu. Po nainstalování kontaktního snímače na povrch 71 zkoumaného předmětu 7 se zaktivuje informačně-přenosový kanál, což v provedeních znázorněných na výkrese znamená, že kabel 3 se připojí k neznázoměné vyhodnocovací aparatuře.

Průmyslová využitelnost

Kontaktní snímač podle vynálezu nalezne uplatnění při měření fyzikálních veličin na površích 71 zkoumaných předmětů 7 zejména v těch případech, kdy se nejedná o trvalé zabudování, ale naopak, kdy se měření má provádět jen po časově omezené období.

Claims (9)

1. Kontaktní snímač uzpůsobený pro upevnění k povrchu (71) zkoumaného předmětu (7), obsahující jednak základní těleso (1) se snímacím prvkem (2), který je upraven pro kontakt s povrchem (71) zkoumaného předmětu (7), a jednak informačně-přenosový kanál, který je spřažen se snímacím prvkem (2), vyznačující se tím, že snímací prvek (2) obsahuje dřík (21), který je s vůlí umístěn v dutině (11) vyhotovené v základním tělese (1), přičemž na dříku (21) je pevně nasazen prstenec (22), který je jednak suvně uložen ve vedení (12) vytvořeném v dutině (II) a jednak spřažen s pružinou se silovým účinkem ve směru výsuvu dříku (21) ze dna (13) základního tělesa (1), přičemž konec dříku (21) vyčnívající ze dna (13) je opatřen prostředky pro snímání fyzikální veličiny z povrchu (71) zkoumaného předmětu (7) a na dně (13) základního tělesa (1) jsou připevněny fixační prostředky (5) pro uchycení k povrchu (71) zkoumaného předmětu (7) a ze základního tělesa (1) je mimo prostor dna (13) vyveden informačně-přenosový kanál.

2. Kontaktní snímač podle nároku 1, vyznačující se tím, že prstenec (22) má vnější a vnitřní čelo (23, 24), z nichž vnější čelo (23) je orientováno směrem ke dnu (13) základního tělesa (1) a z nichž o vnitřní čelo (24) je opřen první konec (41) tlačné pružiny (4), která je s vůlí uložena v dutině (11) základního tělesa (1), a jejíž druhý konec (42) je spřažen s předpínacím ústrojím.

3. Kontaktní snímač podle nároku 2, vyznačující se tím, že předpínací ústrojí je tvořeno aretačním šroubem (6) uloženým na společné ose (8) s dříkem (21) a tlačnou pružinou (4) v dutině (11) základního tělesa (1), přičemž o aretační šroub (6) je opřen druhý konec (42) tlačné pružiny (4).

4. Kontaktní snímač podle nároku 3, vyznačující se tím, že informačně-přenosový kanál je tvořen kabelem (3), který je pevně spojen přes dřík (21) se snímacím prvkem (2) a provlečen průchozím otvorem (61) vytvořeným okolo společné osy (8) v aretačním šroubu (6).

5. Kontaktní snímač podle nároku 1, vyznačující se tím, že fixační prostředek (5) pro uchycení k povrchu (71) zkoumaného předmětu (7) je vybrán ze skupiny obsahující zejména permanentní magnety, magnetické folie, oboustranné lepicí pásky, jednostranné suché zipy a vakuové přísavky.

6. Kontaktní snímač podle nároku 3, vyznačující se tím, že základní těleso (1) je tvořeno plným materiálem, v němž je vyhotovena dutina (11) s vedením (12) pro dřík (21) a tlačnou pružinu (4) a v němž je vytvořen závit pro aretační šroub (6).

7. Kontaktní snímač podle nároku 3, vyznačující se tím, že základní těleso (1) je tvořeno skořepinou (14), k jejímuž dnu (13) a víku (15) je připevněna trubice (16), v níž je vyhotovena dutina (11) s vedením (12) pro dřík (21) a tlačnou pružinu (4), přičemž v trubici (16) je rovněž vytvořen závit pro aretační šroub (6).

8. Kontaktní snímač podle nároku 1, vyznačující se tím, že základní těleso (1) je na vnějším povrchu (18) opatřeno antireflexním povlakem (19).

9. Kontaktní snímač podle nároku 1, vyznačující se tím, že okolo vnějšího povrchu (18) základního tělesa (1) je upraven antireflexní kryt (17).