RU2024960C1

RU2024960C1 - Indicator

Info

Publication number: RU2024960C1
Authority: RU
Inventors: Генадий Рубенович Акопян; Отар Семенович Лабадзе
Original assignee: Генадий Рубенович Акопян; Отар Семенович Лабадзе
Priority date: 1991-09-17
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1994-12-15

Abstract

FIELD: indication of two-color visual information. SUBSTANCE: indicator has case 1 provided with peephole, indicator element 2 on the base of permanent magnets made in form of hollow cylinders 3; the magnets are magnetized radially and are disposed in a row by alternating polarities. Control unit is made in form of electromagnet. Core of the electromagnet has U-shaped form. Pole tips of core 4 are made to have bevels. Winding 7 is disposed onto base of core 4. EFFECT: improved precision; improved efficiency. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике, в частности к электромагнитным устройствам отображения визуальной информации пассивного типа, и может быть использовано в матричных табло коллективного пользования при разработке и изготовлении управляемых дорожных знаков, информационных табло. The invention relates to automation, in particular to electromagnetic devices for displaying passive-type visual information, and can be used in collective matrix displays in the development and manufacture of controlled traffic signs, information displays.

На фиг. 1 показана конструкция индикатора; на фиг. 2 - общий вид индикатора; на фиг. 3 - электрическая схема индикатора; на фиг. 4 - сердечник электромагнита; на фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 4; на фиг. 6 - схема расчета длины средней линии части сердечника, выполненного со скосом. In FIG. 1 shows the design of the indicator; in FIG. 2 - general view of the indicator; in FIG. 3 - electrical circuit indicator; in FIG. 4 - core of the electromagnet; in FIG. 5 is a section AA in FIG. 4; in FIG. 6 is a diagram for calculating the length of the midline of a core portion made with a bevel.

Индикатор содержит корпус 1 со смотровым окном, индикаторный элемент 2, выполненный на постоянных магнитах в форме полых цилиндров 3, радиально-намагниченных и расположенных в ряд чередующимися полярностями, узел управления в виде электромагнита, сердечник 4 которого выполнен П-образной формы, а между полюсными наконечниками 5 сердечника 4, выполненными со скосами, расположены полые цилиндры 3, на основании 6 сердечника 4 расположена обмотка 7. Позицией 8 обозначены выводы обмотки 7. Корпус 1 выполнен в виде полой призмы 9 с выступом 10 по периметру. Позициями 11 и 12 обозначены верхнее и нижнее основания призмы 9. The indicator comprises a housing 1 with a viewing window, an indicator element 2 made on permanent magnets in the form of hollow cylinders 3, radially magnetized and arranged in a row with alternating polarities, a control unit in the form of an electromagnet, the core 4 of which is made in a U-shape, and between the pole the hollow cylinders 3 are located with the tips 5 of the core 4 made with bevels, the winding 7 is located on the base 6 of the core 4. The terminals 7 are the conclusions of the winding 7. The housing 1 is made in the form of a hollow prism 9 with a protrusion 10 around RU. Positions 11 and 12 indicate the upper and lower bases of prism 9.

Индикатор работает следующим образом. The indicator works as follows.

При подаче управляющего сигнала (например, в виде импульса) на обмотку 7 электромагнита через выводы 8 в сердечнике 4 П-образной формы с полюсными наконечниками 5, выполненными со скосом, возникает направленное магнитное поле, которое замыкается через радиально-намагниченные полые цилиндры 3 индикаторного элемента 2, так как цилиндры являются проводниками магнитного поля. Если направление внешнего поля совпадает с направлением поля, создаваемым магнитами индикаторного элемента, то магниты (кроме крайних) не проворачиваются. После прохождения импульса крайние цилиндры за счет их поля возвращаются в исходное положение, т.е. располагаются вдоль прямой, совпадающей с направлением силовых линий магнитного поля, создаваемого самими цилиндрами (магнитами). При подаче сигнала противоположной полярности цилиндры 3 индикаторного элемента 2 практически мгновенно проворачиваются на 180^о. Крайние цилиндры поворачиваются на меньший угол, так как силовые линии магнитного поля входят в них под углом к оси симметрии цилиндра. Однако после прекращения подачи импульса расположенные между крайними цилиндрами цилиндры, намагниченные радиально, также создают магнитное поле, параллельное плоскости расположения осей цилиндров, и поэтому уже это поле доворачивает крайние цилиндры, т.е. крайние цилиндры самостоятельно корректируются.When a control signal (for example, in the form of a pulse) is supplied to the electromagnet winding 7 through terminals 8 in a U-shaped core 4 with pole tips 5 made with a bevel, a directional magnetic field arises which closes through radially magnetized hollow cylinders 3 of the indicator element 2, since the cylinders are conductors of a magnetic field. If the direction of the external field coincides with the direction of the field created by the magnets of the indicator element, then the magnets (except the extreme ones) do not rotate. After the pulse passes, the extreme cylinders return to their original position due to their field, i.e. are located along a straight line coinciding with the direction of the lines of force of the magnetic field created by the cylinders (magnets) themselves. When applying a signal of opposite polarity, the cylinders 3 of the indicator element 2 almost instantly rotate 180 ^about . The extreme cylinders rotate at a smaller angle, since the lines of force of the magnetic field enter them at an angle to the axis of symmetry of the cylinder. However, after the momentum is stopped, the cylinders located between the extreme cylinders, magnetized radially, also create a magnetic field parallel to the plane of the axes of the cylinders, and therefore this field already completes the extreme cylinders, i.e. extreme cylinders are self-correcting.

В том случае, когда цилиндров всего два, то при подаче импульса тока оба цилиндра разворачиваются, но разноименные полюса между цилиндрами ближе, чем другие разноименные полюса этих же цилиндров, поэтому после прохождения управляющего импульса эти полюса притягиваются и образуют тем самым одноцветную индикацию. In the case where there are only two cylinders, then when the current pulse is applied, both cylinders turn around, but the opposite poles between the cylinders are closer than the other opposite poles of the same cylinders, therefore, after passing the control pulse, these poles are attracted and thereby form a single-color indication.

В цепочку расположенные чередующиеся полюса радиально-намагниченных полых цилиндров создают устойчивое состояние индикаторного элемента после снятия управляющего сигнала (импульса тока) и поэтому предыдущая информация даже при наличии вибрации надежно сохраняется. The alternating poles of the radially magnetized hollow cylinders are arranged in a chain to create a stable state of the indicator element after removing the control signal (current pulse) and therefore the previous information is reliably stored even in the presence of vibration.

Для уменьшения габаритных размеров индикатора основание 6 сердечника 4 (см. фиг. 4 и 5) равноудалено от боковых граней сердечника на расстояние с, которое определяется диаметром D, числом N обмотов, укладываемых на основание 6, и коэффициентом заполнения К < 1 согласно выражению
c=D˙N˙K.To reduce the overall dimensions of the indicator, the base 6 of the core 4 (see Figs. 4 and 5) is equidistant from the side faces of the core by a distance c, which is determined by the diameter D, the number N of windings laid on the base 6, and the fill factor K <1 according to the expression
c = D˙N˙K.

Диаметр радиально намагниченных полых цилиндров 2R меньше высоты Н, но больше Н/2, что позволяет фиксировать их местоположение в индикаторном элементе. Длина l полых цилиндров меньше длины а дна корпуса и выбирается из соотношения
l = (0,95 N 0,99) ˙а, а внутренняя ширина b дна корпуса определяется из неравенства
2nR ≥b > (2n - 1) R, тем самым конструктивно обеспечивается полное заполнение индикаторного элемента радиально-намагниченными полыми цилиндрами, а изготовление полых цилиндров из магнитного порошка, перемешанного с полистиролом, обеспечивает минимальные массогабаритные показатели, что уменьшает потребление электрической энергии при работе.The diameter of the radially magnetized hollow cylinders 2R is less than the height H, but larger than H / 2, which allows you to fix their location in the indicator element. The length l of the hollow cylinders is less than the length a of the bottom of the body and is selected from the relation
l = (0.95 N 0.99) ˙ a, and the inner width b of the bottom of the body is determined from the inequality
2nR ≥b> (2n - 1) R, thereby constructively ensuring that the indicator element is completely filled with radially magnetized hollow cylinders, and the manufacture of hollow cylinders from magnetic powder mixed with polystyrene provides minimum mass and size indicators, which reduces the consumption of electrical energy during operation.

Угол наклона α полюсных наконечников 5 (см. фиг. 6) сердечника 4 не больше 45^о, а длина m его средней линии определяется выражением
m <

-R-x , где x =

или m <

, чем достигается уменьшение воздушного зазора между крайними цилиндрами индикаторного элемента и полюсами, а также увеличивается число цилиндров, заполняющих смотровое окно корпуса.The angle of inclination α of the pole pieces 5 (see FIG. 6) of the core 4 is not more than 45 ^° , and the length m of its midline is determined by the expression
m <

-Rx where x =

or m <

thereby reducing the air gap between the extreme cylinders of the indicator element and the poles, and also increasing the number of cylinders filling the inspection window of the housing.

Известно явление старения магнита, однако цилиндры индикаторного элемента все время подмагничиваются внешним источником управляемого электромагнитного поля. При транспортировке или долгом хранении остаточная намагниченность цилиндров может снизиться, однако работоспособность индикатора можно восстановить без разбора индикаторного элемента путем приложения к боковым граням корпуса внешнего постоянного магнитного поля. Индикатор может индицировать два цвета. The phenomenon of magnet aging is known, however, the indicator element cylinders are always magnetized by an external source of controlled electromagnetic field. During transportation or long-term storage, the residual magnetization of the cylinders may decrease, however, the indicator can be restored to working performance without disassembling the indicator element by applying an external constant magnetic field to the side faces of the housing. The indicator can indicate two colors.

Скосы полюсных наконечников 5 сердечника технологичнее выполнить после намотки на основание обмотки и последующей заливки полистиролом. The bevels of the pole tips 5 of the core are more technologically advanced after winding on the base of the winding and subsequent filling with polystyrene.

Индикатор позволяет увеличить надежность и устойчивость запоминания предыдущей индикации после снятия управляющего сигнала благодаря радиальной намагниченности самих магнитов, обеспечивается быстродействие смены знака за счет уменьшения времени разворота полых цилиндров из-за уменьшения их радиуса, уменьшается инерционность индикатора путем уменьшения массогабаритных показателей полых цилиндров, а также уменьшается потребление электрической энергии за счет импульсного управления и уменьшения воздушного зазора между полюсными наконечниками и крайними цилиндрами индикаторного элемента. The indicator allows you to increase the reliability and stability of memorizing the previous indication after removing the control signal due to the radial magnetization of the magnets themselves, provides a quick change of sign by reducing the turn time of the hollow cylinders due to a decrease in their radius, the inertia of the indicator by reducing the overall dimensions of the hollow cylinders, and also decreases electric energy consumption due to pulse control and reduction of the air gap between the pole tips and extreme cylinders of the indicator element.

Claims

1. The INDICATOR, comprising a housing with a viewing window, in which an indicator element made of permanent magnets is mounted, and a control unit in the form of an electromagnet, the core of which is made in a U-shape, between the pole pieces of which are permanent magnets, characterized in that the permanent magnets made in the form of radially magnetized hollow cylinders arranged in a series of alternating polarities, the pole tips of the core of the electromagnet are made with a bevel, and on the base of the core his winding is married.

2. The indicator according to claim 1, characterized in that the housing is made in the form of a hollow prism of optically transparent polystyrene.

3. The indicator according to claim 1, characterized in that the radially magnetized hollow cylinders are made of magnetic powder mixed with polystyrene.