Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Мои изобретения
.pdf
141
Фиг. 2.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата,
заключаются в следующем.
Сигнализатор числа М содержит приемник давления 1 полного
аэродинамического торможения, проточный приемник 2 статического
давления с щелью 3 отбора давления в узком сечении, соединительные трубопроводы 4, 5, мембранно-решающее контактное устройство 6, состоящее из корпуса 7, манометрической коробки 8, анероида 9, тяг 10, противодействующих пружин 11, контактов 12,
разъема 13.
Сигнализатор числа М работает следующим образом.
При помещении приемников 1, 2 в воздушный поток полное давление аэродинамического торможения, воспринимаемое приемником 1, по соединительному трубопроводу 5 передается в полость манометрической коробки 8, а давление из щели 3 в узком сечении проточного приемника 2 статического давления по соединительному
трубопроводу 4 передается в корпус 7 мембранно-решающего контактного устройства 6. Перемещения жестких центров манометрической коробки 8 и анероида 9 передаются с помощью тяг 10 противодействующим пружинам 11, связанным с контактами 12.
142
В момент достижения скорости звука в узком сечении проточного
приемника 2 статического давления замыкаются контакты 12. Выходной сигнал, соответствующий заданной точке срабатывания сигнализатора числа М, передается потребителю через разъем 13.
Выбор отношения площадей узкого (S2) и входного (S1) сечений
проточного приемника статического давления, при котором скорость
воздушного потока в узком сечении достигает скорости звука, соответствующего точке срабатывания сигнализатора числа М, производится по графику фиг. 2. При достижении в узком сечении проточного приемника скорости звука устанавливается постоянное отношение
давления полного аэродинамического торможения P1 к давлению P2 в
узком сечении:
здесь k – показатель адиабаты, для воздуха k = 1,41; тогда P1/P
= 1,89.
2
При превышении числа М полета значения, соответствующего
точке срабатывания сигнализатора, отношение давлений, измеренное
мембранно-решающим контактным устройством, есть величина постоянная, а это позволяет устранить раздутие мембранных чувствительных элементов, уменьшить деформацию противодействующих
пружин, в результате увеличивается точность измерения числа М.
Формула полезной модели
Сигнализатор числа М, содержащий приемник давления полного
аэродинамического торможения, проточный приемник статического
давления, соединительные трубопроводы, мембранно-решающее контактное устройство, отличающийся тем, что отношение площадей узкого и входного сечений проточного приемника статического давления выбрано из условия достижения скорости звука в узком сечении,
соответствующего точке срабатывания сигнализатора числа М.
143
№ 190039. Датчик для измерения уровня жидкости
МПК G01F 23/26 (2006.01). Заявка: 2019106888, 11.03.2019.
Опубликовано 17.06.2019. Бюллетень № 17.
Автор: В. Н. Шивринский
Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное обра-
зовательное учреждение высшего образования «Ульяновский государственный технический университет»
Полезная модель относится к области измерения уровня жидкости
и может быть использована на транспорте для измерения количества
топлива в баках, а также глубины погружения тела в жидкость.
Известен датчик для измерения уровня проводящей жидкости,
содержащий остеклованный электрод и дополнительный электрод без
изоляции (см. Левшина Е. С., Новицкий П. В. Электрические измерения физических величин: Измерительные преобразователи. – Л.:
Энергоатомиздат, 1983. – 320 с., стр.142, рис.7.9,б).
Изменение емкости датчика пропорционально глубине погружения остеклованного электрода в жидкость.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного датчика, относится возможность измерения уровня только электропроводящих
жидкостей и отсутствие экранирования остеклованного электрода.
Наиболее близким датчиком того же назначения к заявленному
датчику по совокупности признаков является датчик для измерения
уровня жидкости, содержащий электроды, расположенные внутри
изоляционного слоя, заполняющего все межэлектродное пространство, и образующие параллельно соединенные конденсаторы,
(см. патент РФ №2196966, G01F 23/26, Б.И. №2, 2003) и принятый за
прототип.
При изменении уровня жидкости изменяется емкость конденсатора, образованного погруженными в жидкость электродами, находящимися внутри изоляционного слоя.
144
К причине, препятствующей достижению указанного ниже результата при использовании известного датчика, принятого за прототип, относится повышение абсолютной погрешности измерения уровня жидкости при увеличении диапазона измерения. Так при высоте
датчика 10 см, при относительной погрешности емкостной измерительной схемы 1%, абсолютная погрешность измерения уровня жидкости составит 0,1 см, а при высоте датчика 100 см эта погрешность
составит 1 см.
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является разработка датчика для измерения уровня жидкости.
Технический результат – повышение точности измерения уровня
жидкости.
Указанный технический результат при осуществлении полезной
модели достигается тем, что известный датчик для измерения уровня
жидкости содержит электроды, расположенные внутри изоляционного слоя, заполняющего все межэлектродное пространство, и образующие параллельно соединенные конденсаторы.
Особенностью является то, что внутри нижней части изоляционного слоя дополнительно установлены аналогичные электроды, образующие многоуровневый измерительный контур.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где представлен продольный разрез датчика.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата,
заключаются в следующем.
Датчик содержит электроды 1 и 2, расположенные внутри изоляционного слоя 3, заполняющего все межэлектродное пространство.
Электроды 1 и 2 образуют плоский конденсатор, емкость C
которо-
1-2
го определяется высотой h1 и шириной W электродов, расстоянием d
145
между электродами, толщиной и диэлектрической проницаемостью
изоляционного слоя 3, диэлектрической проницаемостью жидкости 4,
глубиной X
погружения электродов 1 и 2 в жидкость 4.
1-2
Внутри нижней части изоляционного слоя 3 дополнительно установлены аналогичные электроды 1 и 5, 1 и 6, 1 и 7, образующие многоуровневый измерительный контур. Электроды 1 и 5, 1 и 6, 1 и 7 образуют плоские конденсаторы высотой h2, h3, h4, изменения емкостей
C
1-5
, C
1-6
, C
которых также зависят от их глубины погружения в
1-7
жидкость 4.
Датчик работает следующим образом.
При подаче на электроды 1, 2 напряжения вокруг них образуется
неоднородное электрическое поле, которое зависит от высоты h1 и
146
ширины W электродов 1, 2, расстояния d между электродами 1, 2,
толщины и диэлектрической проницаемости изоляционного слоя 3,
диэлектрической проницаемости жидкости 4, а также глубины X
1-2
погружения электродов 1, 2 в жидкость 4.
Изменение глубины X
погружения электродов 1, 2 в жидкость 4
1-2
приводит к изменению напряженности поля и связанной с ней емкостью C
ным слоем 3 и погруженной в жидкость 4 на величину X
конденсатора, образованного электродами 1, 2, изоляцион-
1-2
частью
1-2
электродов 1, 2.
При подаче на аналогичные электроды 1 и 5, 1 и 6, 1 и 7 напряжения вокруг них также образуется неоднородное электрическое поле,
которое зависит от высот h2, h3, h4 электродов 1 и 5, 1 и 6, 1 и 7, их
ширины W, расстояния d между ними, толщины и диэлектрической
проницаемости изоляционного слоя 3, диэлектрической проницаемости жидкости 4, а также глубины погружения электродов 1 и 5, 1 и 6,
1 и 7 в жидкость 4. Если глубина X погружения датчика в жидкость 4
больше суммы высот h2, h3, h4 электродов 1 и 5, 1 и 6, 1 и 7, а толщина
и диэлектрическая проницаемость изоляционного слоя 3 и диэлектрическая проницаемость жидкости 4 остаются постоянными, то емкости
C
1-5
, C
1-6
, C
конденсаторов, образованных электродами 1 и 5, 1 и 6,
1-7
1 и 7, также остаются постоянными.
Тогда глубина X погружения датчика в жидкость 4 определится
как Х = X
+ h2 + h3 + h4,
1-2
так как h2 + h3 + h4 = const, то погрешность измерения глубина X погружения датчика в жидкость 4 зависит лишь от погрешности измерения X
1-2.
Дополнительно установленные в датчик аналогичные электроды,
образующие многоуровневый измерительный контур, позволяют повысить точность измерения уровня жидкости.
147
Формула полезной модели
Датчик для измерения уровня жидкости, содержащий электроды,
расположенные внутри изоляционного слоя, заполняющего все межэлектродное пространство, и образующие параллельно соединенные
конденсаторы, отличающийся тем, что внутри нижней части изоляционного слоя дополнительно установлены аналогичные электроды,
образующие многоуровневый измерительный контур.
№ 190045. Электроизмерительный прибор
МПК G01D 5/00, G01R 5/00 (2006.01). Заявка: 2019107412, 14.03.2019.
Опубликовано 17.06.2019. Бюллетень № 17.
Автор: В. Н. Шивринский
Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное обра-
зовательное учреждение высшего образования «Ульяновский государственный технический университет»
Полезная модель относится к области измерительной техники
и может быть использована в системах со стрелочными приборами
и автоматическим сбором информации о значениях измеряемых
величин.
Известен электроизмерительный прибор с встроенным емкостным датчиком, образованным стрелочным указателем и нанесенной
на шкалу системой неподвижных электродов из токопроводящего
материала (см. патент РФ № 1308018, G01R 35/00, Б.И. № 14, 1997).
Под действием измеряемого сигнала подвижная часть прибора
поворачивается, и стрелочный указатель изменяет свое положение
относительно оцифрованных отметок шкалы, а значит, и относительно слоев проводящего материала, расположенных соосно с оцифрованными отметками. При прохождении стрелочным указателем середины оцифрованной отметки электрическая емкость между стрелочным указателем и соответствующим слоем проводящего материала
максимальна.
148
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного электроизмерительного прибора, относится невозможность идентификации слоя,
над которым в данный момент находится стрелочный указатель, при
произвольном характере изменения входного сигнала прибора.
Наиболее близким электроизмерительным прибором того же назначения к заявленному прибору по совокупности признаков является
прибор с встроенным емкостным датчиком, образованным стрелочным указателем из токопроводящего материала и нанесенными на
шкалу неподвижными электродами из токопроводящего материала,
электрически изолированными как от шкалы, так и от остальных элементов конструкции прибора, в котором корпус прибора выполнен
металлическим с нанесенным на внутреннюю поверхность лицевой
панели электростатическим прозрачным экраном, а система неподвижных электродов представляет собой три концентрических дугообразных слоя с центром на оси вращения стрелочного указателя, при
этом средний слой разделен пазом на две части, (см. патент РФ на полезную модель № 164300, G01D 5/00, G01R 5/00, Б.И. № 24, 2016) и
принятый за прототип.
Форма паза между электродами среднего дугообразного слоя выбирается такой, что площади перекрытия неподвижных электродов и
стрелочного указателя при его повороте в одну сторону изменяются
монотонно и дифференциально относительно друг друга, при этом
выходные емкости электродов также будут изменяться дифференциально и монотонно. Емкости между электродами внешних дугообразных слоев и стрелочным указателем могут использоваться для ввода
поправок как на изменение зазора между стрелочным указателем и
шкалой, так и на угол наклона стрелочного указателя к плоскости
шкалы.
149
К причине, препятствующей достижению указанного ниже результата при использовании известного электроизмерительного прибора с встроенным емкостным датчиком, принятого за прототип, относится малая чувствительность при определении углового положения стрелочного указателя относительно оцифрованных отметок
шкалы.
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является разработка электроизмерительного прибора.
Технический результат – повышение чувствительности при измерении углового положения стрелочного указателя относительно
оцифрованных отметок шкалы.
Указанный технический результат при осуществлении полезной
модели достигается тем, что известный электроизмерительный прибор содержит металлический корпус с электростатическим прозрачным экраном на внутренней поверхности лицевой панели, шкалу с
нанесенными на нее неподвижными электродами, представляющими
собой три концентрических дугообразных слоя с центром на оси вращения стрелочного указателя, при этом средний слой разделен пазом
на две части с возможностью дифференциального и монотонного изменения емкостей между стрелочным указателем и каждым из двух
полученных таким образом электродов.
Особенностью является то, что верхний дугообразный слой разделен радиальными пазами, совпадающими с оцифрованными отметками шкалы, на систему чередующихся электродов, объединенных
электрически в два электрода, с возможностью дифференциального
изменения емкостей между стрелочным указателем и каждым из двух
полученных таким образом электродов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1
представлена схема неподвижных электродов в виде трех концентрических дугообразных слоев, отделенных друг от друга пазами, с цен-
150
тром на оси вращения стрелочного указателя, на фиг. 2 – схема неподвижных электродов разделенных радиальными пазами на дугообразные электроды и пазами с возможностью дифференциального и
монотонного изменения емкостей между стрелочным указателем и
неподвижными электродами, на фиг. 3 – зависимости изменения емкостей между стрелочным указателем и неподвижными электродами
при изменении положения стрелочного указателя относительно
оцифрованных отметок шкалы.
Фиг. 1 Фиг. 2
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата,
заключаются в следующем.
Электроизмерительный прибор содержит металлический корпус с
электростатическим прозрачным экраном на внутренней поверхности
лицевой панели, шкалу 1 (фиг. 1) с нанесенными на нее неподвижными электродами 2, 3, 4 из токопроводящего материала в виде трех
концентрических дугообразных слоев с центром на оси вращения
стрелочного указателя 6, отделенных друг от друга пазами, электрически изолированными как от шкалы 1, так и от остальных элементов
конструкции прибора, оцифрованные отметки 5 шкалы 1 и стрелочный указатель 6 из токопроводящего материала.
При этом неподвижный электрод 3 (средний слой, фиг. 1) разделен пазом на две части с возможностью дифференциального и моно-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]