RU2150086C1 - Device monitoring movements - Google Patents

Device monitoring movements Download PDF

Info

Publication number
RU2150086C1
RU2150086C1 RU98120578A RU98120578A RU2150086C1 RU 2150086 C1 RU2150086 C1 RU 2150086C1 RU 98120578 A RU98120578 A RU 98120578A RU 98120578 A RU98120578 A RU 98120578A RU 2150086 C1 RU2150086 C1 RU 2150086C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pendulum
sensor
sensors
movement
light
Prior art date
Application number
RU98120578A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.В. Макаров
О.Н. Кузяков
Original Assignee
Тюменский государственный нефтегазовый университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тюменский государственный нефтегазовый университет filed Critical Тюменский государственный нефтегазовый университет
Priority to RU98120578A priority Critical patent/RU2150086C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2150086C1 publication Critical patent/RU2150086C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology; invention refers to equipment determining roll of object. SUBSTANCE: device includes two units of pickups arranged perpendicular one another, each unit is manufactured in the form of pendulum which carries light emitter. Scale has row of light detectors placed in symmetry relative to pendulum at some distance. EFFECT: reliable determination of tilt angle of examined object and prolonged service life of device. 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для определения крена объекта. The invention relates to devices for determining the roll of an object.

В настоящее время в связи с увеличением объема строительства и сооружений газо-нефтепроводов, появилась необходимость в автоматизации контроля состояний различных сооружений, поэтому была разработана система, предупреждающая небольшое перемещение стационарных объектов, в результате которой можно предупредить аварию на начальной стадии. Currently, due to the increase in the volume of construction and construction of gas and oil pipelines, there is a need to automate the monitoring of the status of various structures, so a system has been developed to prevent a small movement of stationary objects, as a result of which an accident can be prevented at the initial stage.

В основу этой системы лежит датчик перемещений. В настоящее время известны датчики для измерения углов наклона с закрытым резервуаром, частично заполненным жидкостью, например с пузырьком воздуха (контроль ведется за счет изменения емкости). При использовании, например, в строительстве известные устройства обладают рядом недостатков. Жидкостные уровни чувствительны к температуре, ударам, имеют не очень удобный способ снятия показания. The basis of this system is a displacement sensor. Currently known sensors for measuring tilt angles with a closed tank, partially filled with liquid, for example with an air bubble (control is carried out by changing the capacity). When used, for example, in construction, known devices have a number of disadvantages. Liquid levels are sensitive to temperature, shock, have a not very convenient way of taking readings.

Существуют датчики угла наклона с чувствительным элементом в виде маятника, снабженным контактным устройством для получения сигнала при отклонении чувствительного элемента. Однако в этих датчиках угла наклона имеются контактные устройства, которые снижают точность, надежность и уменьшают долговечность датчиков. There are angle sensors with a sensing element in the form of a pendulum equipped with a contact device for receiving a signal when the sensor is deflected. However, these tilt sensors have contact devices that reduce accuracy, reliability, and reduce the durability of the sensors.

Известны также датчики угла наклона с бесконтактными преобразованиями, например с индуктивно - связанными катушками, включенные в цепь автогенератора (измерение основано на изменении магнитного поля). Однако такие датчики имеют небольшую чувствительность к малым углам наклона или сложны по конструкции в тяжелых производственных условиях. Also known are angle sensors with non-contact transformations, for example with inductively coupled coils, included in the oscillator circuit (measurement is based on a change in the magnetic field). However, such sensors have little sensitivity to small tilt angles or are difficult to design in harsh industrial conditions.

Известны оптические датчики перемещений, но они сложны по конструкции и имеют низкую точность. Наиболее близок к заявленному датчик перемещений а.с. SU569852 [5] , содержащий источник и приемник света. Недостатком данного датчика является сложность по конструкции и снятию показаний. Optical displacement sensors are known, but they are complex in design and have low accuracy. Closest to the claimed displacement sensor and.with. SU569852 [5], containing the light source and receiver. The disadvantage of this sensor is the complexity of the design and reading.

Задачей изобретения является определение направления угла наклона, повышение надежности и долговечности устройства. The objective of the invention is to determine the direction of the angle, increasing the reliability and durability of the device.

Технический результат достигается тем, что устройство для контроля перемещения содержит корпус с двумя блоками датчиков; каждый блок выполнен в виде маятника 3, на конце которого находится излучатель света 5, а на шкале находится ряд светоприемников 4, который расположен симметрично относительно маятника на некотором расстоянии. The technical result is achieved in that the device for controlling movement comprises a housing with two sensor blocks; each block is made in the form of a pendulum 3, at the end of which there is a light emitter 5, and on the scale there is a row of light detectors 4, which is located symmetrically relative to the pendulum at a certain distance.

Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

Фиг. 1 - способ крепления блоков датчиков. FIG. 1 is a method of mounting sensor blocks.

Фиг. 2 - устройство датчика. FIG. 2 - sensor device.

Фиг. 3 - система контроля перемещений. FIG. 3 - movement control system.

Фиг. 4 - структурная схема системы. FIG. 4 is a block diagram of a system.

Устройство состоит из двух блоков датчиков X1 и Y1, которые находятся перпендикулярно друг к другу, выполнены в одном корпусе и крепятся непосредственно на исследуемом объекте 2 перпендикулярно относительно друг друга (например, один измеряет по оси X, а другой по оси Y). Схема крепления датчиков показана на фиг. 1. Структура датчиков X1 и Y1 одинакова. Если исследуемый предмет 2 будет перемещаться не по осям X и Y, то, зная перемещение по оси X и Y, можно найти перемещение объекта, используя обычные геометрические формулы, например соотношения в прямоугольном треугольнике, теорема Пифагора и т.д. The device consists of two sensor blocks X1 and Y1, which are perpendicular to each other, are made in one housing and are mounted directly on the test object 2 perpendicular to each other (for example, one measures along the X axis and the other along the Y axis). The sensor mounting scheme is shown in FIG. 1. The structure of the sensors X1 and Y1 is the same. If the studied object 2 does not move along the X and Y axes, then, knowing the movement along the X and Y axes, one can find the movement of the object using ordinary geometric formulas, for example, relations in a right triangle, Pythagorean theorem, etc.

Блок датчиков состоит из устройства, похожего на маятник 3. На конце его находится излучатель света 5 (светодиод, лазерный диод и т.д.), а на некотором расстоянии расположен ряд светоприемников 4 (их количество зависит от того, какая требуется точность измерения), которые равноудалены от передатчика. При перемещении маятник 3 поворачивается, тем самым, изменяя направление света светоизлучателя 5. Следовательно, появится потенциал на другом светоприемнике 4. Предлагаемая схема устройства приведена на. фиг. 2. При наличии перемещения микроконтроллер фиксирует это перемещение и передает данные через модем по СОМ-порту удаленному пользователю. Кроме того, система контроля может индицировать величину и направление перемещения. The sensor block consists of a device similar to a pendulum 3. At its end there is a light emitter 5 (LED, laser diode, etc.), and a number of light detectors 4 are located at a certain distance (their number depends on what measurement accuracy is required) that are equidistant from the transmitter. When moving the pendulum 3 rotates, thereby changing the direction of light of the light emitter 5. Therefore, the potential appears on another light detector 4. The proposed circuit of the device is shown on. FIG. 2. If there is movement, the microcontroller records this movement and transmits data through the modem via the COM port to the remote user. In addition, the monitoring system can indicate the magnitude and direction of movement.

Точность измерения будет зависеть от количества светоприемников 4 и обусловлена также технологическим классом деталей и размерами самих деталей. The measurement accuracy will depend on the number of light detectors 4 and is also determined by the technological class of the parts and the dimensions of the parts themselves.

Данный датчик может быть использован в системе, которая представлена на фиг. 3. This sensor can be used in the system as shown in FIG. 3.

Система контроля перемещений
Система контроля перемещений включает:
1) устройство контроля перемещений 2, содержащее два блока датчиков 1;
2) систему обработки данных 7, которая содержит:
2.1) CPU - однокристальную микроЭВМ (КР1816ВЕ51);
2.2) модули памяти ОЗУ и ПЗУ (RAM и ROM);
2.3) интерфейсные блоки (PPI и RS-232);
2.4) блок индикации 8.
Motion control system
The motion control system includes:
1) a motion control device 2, comprising two sensor units 1;
2) a data processing system 7, which contains:
2.1) CPU - single-chip microcomputer (KR1816BE51);
2.2) RAM and ROM memory modules (RAM and ROM);
2.3) interface units (PPI and RS-232);
2.4) display unit 8.

Рассмотрим работу системы в целом. Consider the operation of the system as a whole.

Сначала происходит сброс и инициализация всей системы 7. Далее осуществляется опрос устройства контроля и вывод значений с него на дисплей 8, если при этом нажата кнопка включения/выключения дисплея 9. Данные с устройства 2 поступают через порты 6 в систему обработки данных 7, где информация проверяется, и, в случае обнаружения смещения исследуемого объекта, поступает на RS232- последовательный порт 11, где при помощи модема или какого-нибудь передающего устройства передается в конечный пункт. Алгоритм обработки, хранимый в ПЗУ (ROM), может изменяться (перезаписываться) в зависимости от задачи контроля, особенностей объекта контроля, влияющих факторов и др. First, the entire system 7 is reset and initialized. Next, the monitoring device is polled and the values from it are displayed on display 8, if the on / off button of display 9 is pressed. Data from device 2 is transmitted through ports 6 to data processing system 7, where the information it is checked, and in case of detecting the bias of the object under investigation, it is sent to RS232-serial port 11, where it is transmitted to the end point using a modem or some other transmitting device. The processing algorithm stored in ROM can be changed (rewritten) depending on the control task, the characteristics of the control object, influencing factors, etc.

Т. о. , система 7 позволяет получать информацию о величине и направлении смещения удаленного объекта. T. about. , system 7 allows you to obtain information about the magnitude and direction of displacement of a remote object.

Структурная схема системы 7 представлена на фиг. 4. The block diagram of system 7 is shown in FIG. 4.

Однокристальная микроЭВМ. На нее возложена основная функция - управления всеми устройствами системы 7. Управление сбором и организацией протокола связи обеспечивает однокристальная ЭВМ К1835ВЕ51 (импорт, аналог Intel 80C51). Она может выбрать любое устройство и прочитать/записать данные из/в него. Выбор устройств (адреса) осуществляется шиной адреса (Address Bus), а обмен информацией по шине данных (Data Bus). Микроконтроллер обрабатывает поступающую в него информацию в соответствии с программой, находящейся в ПЗУ. Буферные регистры необходимы для увеличения нагрузочной способности линий микроконтроллера. ROM осуществляет функцию хранения основной программы и подпрограммы загрузки. В ОЗУ хранятся переменные, необходимые в процессе работы программы. Дешифратор подключается к шине адреса микропроцессора и в зависимости от поданного на него адреса выбирает то или иное устройство. Т. о. , дешифратор необходим для согласования работы всех устройств системы. Параллельный интерфейс используется для осуществления двух функций: индикации и опроса датчиков 1. Датчики 1 служат для контроля перемещения несущих частей. Для предупреждения опасности перемещения существует последовательный порт 11, выполненный на разъеме RS232, через который передается информация об аварийной ситуации. Single chip microcomputer. It is entrusted with the main function of managing all devices of the system 7. Management of the collection and organization of the communication protocol is provided by a single-chip computer K1835BE51 (import, analog of Intel 80C51). She can select any device and read / write data from / to it. The selection of devices (addresses) is carried out by the address bus (Address Bus), and the exchange of information via data bus (Data Bus). The microcontroller processes the information received in it in accordance with the program located in the ROM. Buffer registers are necessary to increase the load capacity of microcontroller lines. ROM has the function of storing the main program and the boot routine. The RAM stores the variables necessary during the program. The decoder is connected to the address bus of the microprocessor and, depending on the address supplied to it, selects one or another device. T. about. , a decoder is needed to coordinate the operation of all devices in the system. The parallel interface is used to carry out two functions: indication and interrogation of sensors 1. Sensors 1 are used to control the movement of bearing parts. To prevent the danger of movement, there is a serial port 11, made on the RS232 connector, through which information about the emergency is transmitted.

Claims (1)

Устройство для контроля перемещений, содержащее корпус, источник и приемник света, отличающееся тем, что содержит два блока датчиков, расположенных перпендикулярно друг другу, и каждый блок выполнен в виде маятника, на конце которого расположен излучатель света, а на шкале находится ряд светоприемников, которые расположены симметрично относительно маятника на некотором расстоянии. A device for controlling movements, comprising a housing, a source and a light receiver, characterized in that it contains two sensor blocks arranged perpendicular to each other, and each block is made in the form of a pendulum, at the end of which there is a light emitter, and on the scale there are a number of light detectors, which are located symmetrically relative to the pendulum at a certain distance.
RU98120578A 1998-11-16 1998-11-16 Device monitoring movements RU2150086C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98120578A RU2150086C1 (en) 1998-11-16 1998-11-16 Device monitoring movements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98120578A RU2150086C1 (en) 1998-11-16 1998-11-16 Device monitoring movements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2150086C1 true RU2150086C1 (en) 2000-05-27

Family

ID=20212286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98120578A RU2150086C1 (en) 1998-11-16 1998-11-16 Device monitoring movements

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2150086C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478186C1 (en) * 2011-11-03 2013-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Electro-optical pendulum level sensor
RU2665591C2 (en) * 2017-01-09 2018-08-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Device for spatial movement control

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478186C1 (en) * 2011-11-03 2013-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Electro-optical pendulum level sensor
RU2665591C2 (en) * 2017-01-09 2018-08-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Device for spatial movement control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Raatikainen et al. Fiber-optic liquid-level sensor
US4154000A (en) Remote level sensing instrument
US5483831A (en) Direct liquid level reading device
US7489249B2 (en) Apparatus and method for determining the attitude of a remotely monitored device
US8072594B1 (en) Liquid level sensor
US20150179030A1 (en) Monitoring device
CN101960257B (en) Tilt sensor for a measuring instrument
US5761818A (en) Digital inclinometer
US5670780A (en) Device providing real-time orientation and direction of an object
RU2459182C2 (en) Electrooptic output device, as well as measuring device having electrooptic output device
RU2150086C1 (en) Device monitoring movements
US3071976A (en) Control apparatus
CN108521296B (en) Goods information identification system and method
CN103383254A (en) Ship-swaying dip angle measuring instrument
CN206192340U (en) Portable inclination measuring equipment
CN102257461A (en) Device having an input unit for the input of control commands
GB2074312A (en) Measuring Surface Distances
Tang et al. Design of omni-directional tilt sensor based on machine vision
Newell In situ refractometry for concentration measurements in refrigeration systems
CN206777797U (en) A kind of device of motion sensor and collection amount of exercise
JPH01258100A (en) Meter sensor
NL1013884C2 (en) System for measuring a parameter within a closed environment.
CN110726492A (en) Fiber grating sensing and monitoring system for measuring temperature and vibration of train bearing
JPH0578784B2 (en)
WO2005100913A2 (en) Inclinometer device