SU1435941A1 - Двухкоординатный датчик угла наклона - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к геодезическому приборостроению, в частности к средствам измерени  углов наклона объектов, и позвол ет повысить надежность измерений. Устройство содержит корпус 1, внутри которого размещена ампула 2 в форме полой с боковыми непрозрачными стенками четырехгранной пирамиды, ориентированной вершиной

Description

.70. -4U©

СЛ С

4;;

00 ел D 4

вниз, вдоль ребер пирамиды размещена система сообщающихс  трубок 3, частично заполненных непрозрачной жидкостью 4. Трубки 3 вьтолнены в виде оптических разделительных фильтров с различными длинами волн пропускани . Световой поток от источника света 13 поступает через конденсор 10 на ампулу 2. При этом часть светового потока поглощаетс  гран ми 5 ампулы 2 н непрозрачной жидкостью 4, а часть светового потока, проход  через прозрачные участки трубок 3 и разделительные фильтры, попадает на конденсор 11, на котором он собираетс , фокусируетс  и поступает к фотоприемни- кам 15, 16, 17, 18, причем на каждый фотоприемник поступает свет определенной длины волны. При изменении угла наклона датчика происходит перераспределение уровн  непрозрачной жидкости в трубках 3, что измен ет интенсивность световых потоков и приводит к изменению электрических сигналов на фотоприемниках 15, 16, 17, 18. 2 ило

1

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам дл  определени  положени  объектов, и может быть использовано в геодезии, строительства, в транспортных средствах и дл  работы в услови х повышенной пожаро- и взрыво- опа сностио

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности.

На фиг.1 представлена обща  схема дaтчикai на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Датчик содержит корпус 1, внутри которого размещен измерительный узел в виде ампулы 2, выполненный в форме полой четырехгранной пирамиды, обращенной вершиной вниз, вдоль ребер которой размещена система сообщающшсс  трубок 3, частично закрепленных непрозрачной жидкостью 4, а боковые грани 5 пирамиды выполнены непрозрачными , причем поверхности сосудов, расположенных на боковых ребрах ампу- лы- 2, выполнены в виде оптических разделительных фильтров 6-9 с различными длинами волн пропускани . С обеих сторон ампулы 2 размещены первый и второй конденсоры 10 и 11, один из которых оптически св зан через первьш светодиод 12 с источником 13 света, а другой через второй световод 14 - с фотоприемниками 15-18, злектрргчески св занными с регистратором 19. Перед фотоприемниками 15-17 установлены частотно-селективные фильтры 20-22, согласованные с трем  из оптических

Q

5

разделительных фильтров 6-9. Элементы 11, 14-22 составл ют блок обработки .

Устройство работает следующим образом .

Световой поток от источника 13 света поступает по световоду 12 в к конденсор 10, который формирует параллельный пучок света, Который попадает на ампулу 2. Часть светового потока поглощаетс  непрозрачными гран ми 5 ампулы и непрозрачной жидкостью 4, а часть светового потока проходит через прозрачные участки сообщающихс  сосудов 3 и попадает на конденсор 11. Так как сосуды, расположенные на боковых ребрах ампулы 2, выполнены в виде оптических разделительных фильтров 6-9, пропускающих свет только определенной длины волны, например фильтр 6 пропускает свет с длиной волны -Д, а другие отражает, фильтр 7 - А, фильтр 8 - А, , фильтр 9 - Х4 конденсор 11 поступает световой поток, состо щий из света с длинами волн Д, Л-j., Аз 4 причем интенсивность каждой со1;тавл ющей по длине волны светового потока будет зависеть от площади светопропускающей части каждого из фильтров 6-9, котора  зависит от положени  непрозрачной жидкости 4 в сосудах ампулы 2.

Ко1щенсором 11 световой поток собираетс  и фокусируетс  на входном торце световода 14, по которому поступает к фотоприемникам 15-18. Так как на пути светового потока, выхо 1

д щего из световода 14, размещены частотно-селективные фильтры 20-22, которые отражают свет с определенной длиной волны, а с другими пропускают то на каждый фотоприемник поступает свет только определенной длины волны например частотно-селективный фильтр 20 отражает свет с длиной волны ., , а свет с длинами волн h, Л А 4 пропускает, фильтр 21 отражает свет с длиной волны , ас длинами волн Ai,, Л4 пропускает, фильтр 22 отражает свет с длиной волны -Д, , а с пропускает. Таким образом, на фотоприемник 15 будет поступать свет только с длиной волны /Д,, на фотопри емник 16 - только А и т.д. При вертикальном положении датчика непрозрачна  жидкость 4 равномерно заполн ет все сооб1цаюпа1ес  сосуды 3 и в результате площади светопропускающих частей фильтров 6-9 будут равны, а фотоприемники 15-18 будут вырабатывать одинаковые сигналы, При изменении угла наклона датчика происходит перераспределение уровн  непрозрачной жидкости в сосудах 3, что приведет .к изменению интенсивностей световых потоков, проход щих через фильтры 6-9, за счет изменени  их свето- пропускающей площади. Это приведет к изменению электрических сигналов, формируемых каждым фотоприемником ;5-18.

Информаци  о величине угла наклона и направлении наклона получаетс  в результате сравнительной комплексной оценки электрических сигналов , осуществл емой регистратором 19,

5941.l

Датчик позвол ет решить задачу дистанционного измерени  угла наклона и направлени  угла наклона в произвольном направлении к корпусу датчика . Отсутствие электрической св зи датчика за счет передачи информации и подвода излз Т1ени  по лини м оптической св зи дает возможность исполь0 зовать его в тех случа х, когда требуетс  обеспечить пожаро- и взрыво- опасность.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   5 Двухкоординатный датчик угла на- клонсГ содержащий непрозрачный корпус , измерительный узел, частично контактирующий с рабочей жидкостью, и блок обработки, отличаюQ щ и и с   тем, что, с целью повьше- ни  надежности, измерительньй узел выполнен в виде сообщающихс  трубок, расположенных по ребрам четьфехгран- ной равнобедренной пирамиды с непро25 зрачными боковыми гран ми, обращенной вершиной вниз, над измерительным узлом последовательно установлены введенные источник света, первый свето од и первый конденсор, рабоча  жид30 кость выполнена непрозрачной и размещена внутри трубок, расположенных по боковым ребрам пирамиды и выполненных в виде разночастотных разделительных фильтров, а блок обработки выполнен в виде расположенных под измерительным узлом второго конденсора, второго световода, четырехступенчатого частотно-селективного фильтра с соответствующими фотоприемниками, согласованного с разделительныьш фильт35

   40

   рами, и регистратора.

   Фиг. 2.