Прилад для визначення кутових переміщень лопатей

Реферат: Прилад для визначення кутових переміщень лопатей при їх обертанні містить лазерний випромінювач з видимим променем, світловідбивачі, які прикріплені до поверхонь лопатей, світлоприймач для реєстрації відхилення променя. Як світлоприймач використано екран з мірною шкалою по двом осям координат. UA 123028 U (12) UA 123028 U UA 123028 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель належить до вітроенергетики і може бути використана для вимірювання кутових переміщень лопатей вітродвигунів в процесі їх обертання, в тому числі лопатей зі змінною геометрією, які складаються з декількох окремих секцій. Відомий прилад для диференціального лазерного визначення форми і траєкторії рухання моделі лопаті несучого гвинта вертольоту в аеродинамічної трубі, який включає оптичну систему для формування двох когерентних пучків світла, світлоприймач з об'єктивом і фоточутливим шаром для фіксації системи інтерференційних ліній, відбитих від поверхні досліджуваного об'єкта [1]. Задача зводиться до визначення координат точок поверхні лопаті в певної системі координат, яка зв'язана, наприклад, з площиною обертання гвинта. Недоліками цього приладу є: - необхідність створення вимірювальної бази та знаходження способу порівняння координат точок поверхні лопаті з цією базою; - складність приладу та довгий термін отримання кінцевого результату. Найближчим аналогом є прилад для ідентифікації об'єктів, які швидко рухаються, переважно лопатей несучого гвинта вертольотів, що містить лазерний випромінювач з видимим променем, світловідбивачі, які прикріплені до поверхонь лопатей, прилад заглушення бокового та заднього фонів та світлоприймач для реєстрації відхилень лазерного променю, який складається з фотоприймача для перетворення оптичного сигналу в електричний, підсилювача електричного сигналу, блока обробки інформації та сполученого з ним приладу для визначення координат лопатей [2]. Недоліками цього приладу є: - складність конструкції, що містить світлоприймач з декількох послідовно з'єднаних пристроїв, сумарна похибка яких впливає на точність вимірювань; малий діапазон вимірювання кутових переміщень лопатей, який обмежений розмірами об'єктива фотоприймача оптичних сигналів; - використання як світловідбивачів фарби, плівок та паперу різко знижує інтенсивність відбитого променю за рахунок його поглинення та розсіяння, що потребує додаткових засобів для заглушення бокового та заднього фонів, які по інтенсивності освітлення близькі до відбитого променя; - необхідність використання декількох лазерних випромінювачів у разі потреби визначення положень низки елементів лопаті. Задача корисної моделі полягає у створенні приладу для визначення кутових переміщень лопатей, в якому шляхом використання як світловідбивача тонкостінного дзеркала, прикріпленого до поверхні лопаті, забезпечено відображення лазерного променя при зустрічі його зі світловідбивачем на екран; спрощення конструкції світлоприймача Поставлена задача вирішується тим, що в приладі, який містить лазерний випромінювач з видимим променем, світловідбивачі, які прикріпленні до поверхонь лопатей, світлоприймач для реєстрації відхилення променя, згідно з корисною моделлю, як світлоприймач використано екран з мірною шкалою по двом осям координат; як світловідбивач використано тонкостінне дзеркало; лазерний випромінювач забезпечено можливістю переміщення і фіксації на штативі. Технічний ефект, який досягається корисною моделлю, полягає в тому, що при обертанні колеса лопать зі світловідбивачем, при проходженні точки зустрічі з лазерним променем, відображає його на екран, на якому виникає мигаюча, а для людського ока - постійна, яскрава крапка. Знаючи відстань екрана від світловідбивача, за відхиленням променя на екрані можливо визначити кут відбиття променя і кут положення лопаті відносно площини обертання колеса з великим ступенем точності, який залежить тільки від відстані екрана. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображено прилад для визначення кутових переміщень лопатей, який складається з лазерного випромінювач з видимим променем 1, який забезпечено можливістю переміщення по вертикалі і фіксування на штативі (не зображено), світловідбивач 2, прикріплених до поверхні лопаті 3 і екрана 4 з мірною шкалою по двом осям координат, встановленого за лазерним випромінювачем на певній відстані L0 від лопаті 3. Прилад працює наступним способом. Перед початком випробувань лазерний випромінювач 1 встановлюють перед світловідбивачем 2 лопаті 3, яка знаходиться в вертикальному положенні, і направляють промінь 5 в горизонтальному напрямку на досліджувану зону лопаті 3, де фіксують світловідбивач 2 перпендикулярно лазерному променю 5 і роблять нульову відмітку на екрані 4. При обертанні лопаті 3 з заданою швидкістю та її відхиленні з світловідбивачем 2 під певним кутом, світловідбивач 2 при проходженні точки зустрічі з лазерним променем 5 відображає його на екран 4, де виникає мигаюча, а для людського ока - постійна, яскрава крапка. Знаючи 1 UA 123028 U 5 10 15 20 відстань L0 екрана 4 від світловідбивача 2, за відхиленням L променя на екрані 4 можливо визначити кут γ відбиття променя. Кут φ положення лопаті відносно площини обертання вітроколеса дорівнює половині кута відбиття променя. Використання приладу для визначення кутових переміщень лопатей при їх обертанні дозволяє оперативно і з високим ступенем точності визначити параметри його аеродинамічних характеристик і здійснити пошук перспективних шляхів підвищення енергетичних характеристик вітродвигунів. Джерела інформації: 1. Д.Д. Грибанов, В.П. Кулеш, А.К. Мартынов, А.А. Орлов, С.Д. Фонов. Лазерно-оптичний метод исследования траектории движения и изгибно-крутильных деформацій лопатей моделей несущих винтов. - Ученые записки ЦАГИ, 1980. - Т. ХІ, № 6,. 2. Устройство для идентификации быстродвижущихся объектов, преимущественно лопастей несущего винта вертолета. Патент РФ на полезную модель № 38950. опубл. 10, 2004. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Прилад для визначення кутових переміщень лопатей при їх обертанні, що містить лазерний випромінювач з видимим променем, світловідбивачі, які прикріплені до поверхонь лопатей, світлоприймач для реєстрації відхилення променя, який відрізняється тим, що як світлоприймач використано екран з мірною шкалою по двох осях координат. 2. Прилад за п. 1, який відрізняється тим, що як світловідбивач використано тонкостінне дзеркало. 3. Прилад за п. 1, який відрізняється тим, що лазерний випромінювач має можливість переміщення і фіксації на штативі. Комп’ютерна верстка О. Рябко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2