Пристрій для контролю вертикальності щогли

Пристрій для контролю вертикальності щогли, що містить трубчастий корпус і маятник, який 3 81422 маятника 2. Вісь маятника точно співпадає з променем лазера 3. Кільце гасіння коливань 6 з отворами гасіння 7 по периметру жорстко закріплене в трубчастому корпусі 1 і одночасно є нерухомою частиною шарнірного кріплення в якому вільно повертається його рухома частина 5, яка жорстко скріплена з маятником 2 та лазером 3. Промінь лазера 3 утворює на світлочутливому полі 9 світлову пляму. Світлочутли ве поле 9 поділяється на т-світлочутливих напівпровідникових сегментів розділених між собою світлонепроникливими перегородками (Фіг. 5). Внутрішні стінки трубчастого корпусу 1, поверхні шарнірного кріплення 5 та кільця гасіння коливань 6 вкриті світлопоглинаючим покриттям, для усунення явища відбиття променя лазера від їх поверхонь. На Фіг.2 зображена електрична схема пристрою контролю вертикальності щогли, його електричних зв'язків з системою управління та механічних зв'язків вивиконавчими механізмами. Електрична схема пристрою контролю вертикальності щогли складається з кодера 1, світлочутливого поля 2 та лазера 3. Система управління складається з декодера 4, та блоку управління 5. Виконавчі механізми позначені 6,1, 8, а відповідні їм механічні зв'язки з щоглою і пристроєм контролю вертикальності щогли позначені стрілками 6', 7’, 8'. Лазер 3 має оптичний зв'язок з світлочутливим полем 2 позначений стрілкою «ОЗ». Кожен з m-сегментів світлочутливого поля 2 через відповідні m-виходів світлочутливого поля з'єднаний з відповідними mвходами кодера 1. Вихід 1 кодера 1 одночасно є виходом пристрою контролю вертикальності щогли. Він з'єднаний з входом декодера 4 системи управління. Живлення пристрою контролю вертикальності щогли здійснюється з першого виходу системи управління на входи живлення u1 лазера, світлочутливого поля та кодера.. При попаданні світлової плями від лазера 3 на світлочутливе поле 2, на виході відповідного сегмента з'являється потенціал управління, який кодується в кодері 1, інформація з виходу якого поступає в декодер 4, а потім в блок управління 5. На підставі логічних правил в блоці управління 5 виробляються сигнали управління виконавчими механізмами 6, 7, 8. При початковому встановленні щогли з системи управління подається живлення на входи u1 пристрою контролю вертикальності щогли. При великих кутах відхилення щогли від вертикального положення завдяки кільцю обмеження ходу маятника промінь лазера завжди буде знаходитись в межах світлочутливого поля, показуючи при цьому напрямок нахилу щогли в просторі. При цьому вісь маятника з лазером не буде в вертикальному положенні (Фіг.3а). Таке положення маятника відповідає розміщенню світлової плями лазерного променя на одному з сегментів першого кільця (Фіг. 5а). За інформацією про напрямок нахилу щогли (завдяки положенню плями лазерного променя на одному з сегментів світлочутливого поля) система управління за 4 допомогою виконавчих механізмів виведе щоглу в положення близьке до вертикального. При невеликих кута х відхилення осі приладу від строгої вертикалі маятник з лазером завжди має вертикальне положення (Фіг.3.6). При цьому проекціювання променя на світлочутливе поле показує кут відхилення щогли від вертикального положення, тобто помилку вертикальності (Фіг.5.6). В залежності від місця попадання світлової плями лазерного променя на світлочутливе поле його координати кодуються в кодері і передаються в систему управління. Система управління в залежності від координат попадання променя видає команди на виконавчі механізми для переміщення щогли в строго вертикальне положення, тобто положення з нульовою помилкою вертикальності. Порядок розміщення пристрою контролю вертикальності на антенній щоглі приведено на Фіг. 4, де 1 - антена, 2 - пристрій контролю вертикальності щогли, 3 - антенна щогла, 4 - місце кріплення антенної щогли на грунті, 5 - місце кріплення тросів виконавчих механізмів до щогли, 6, 7, 8 - виконавчі механізми, 6’ 7’ 8' - троси (механічні зв'язки) виконавчих механізмів. На Фіг. 5 зображено приклад дискретного поділу на сегменти світлочутливого поля, де х1, х2, х3 - напрямки прикладення механічної сили виконавчих механізмів, 1...n кільця світлочутливого поля, d1...c3 сектори світлочутливого поля. Причому сектори d2, b2, c 2 основні, решта -допоміжні. При попаданні променя лазера в один з сегментів світлочутли вого поля, інформація про просторове розміщення сегмента кодується в кодері пристрою контролю вертикальності щогли і передається в систему управління, де він використовується після декодування. На основі логічних правил в системі управління виробляються сигнали управління виконавчими механізмами і проводиться зміна положення щогли, до того часу поки світлова пляма лазерного променя не буде в центральному сегменті світлочутли вого поля, тобто точного вертикального положення пристрою (а значить і щогли) при якому помилка вертикальності дорівнює нулю. Використання оптичної пари (лазер світлочутливе поле) дозволяє значно підвищити точність встановлення в вертикальне положення щогли за рахунок сконцентрованого променя лазера та мініатюрних сегментів світлочутливого поля. А застосування системи гасіння вільних коливань маятника (амортизаційної рідини та кільця гасіння коливань з отворами гасіння) дозволяє уникнути вільних коливань маятника при початковому встановленні щогли в вертикальне положення та при будь-яких різких руха х щогли спричинених дією виконавчих механізмів чи вітру. Точність настоювання строго вертикального положення пристрою можна задавати на етапі проектування пристрою контролю вертикальності щогли і залежить вона від лінійних розмірів світлочутливого поля d та відстані від лазера до світлочутливого поля l (Фіг.1),а також лінійних розмірів світлової плями лазерного променя і 5 81422 розмірів та кількості сегментів світлочутливого поля (Фіг.5). Пристрій контролю вертикальності щогли може також бути використаним для визначення просторового положення (кутів нахилу) антенної щогли чи іншої будівельної конструкції, хоча для визначення кутів точного просторового положення необхідно значно збільшува ти кількість сегментів світлочутливого поля. Таким чином, використання описаного пристрою підвищує точність та оперативність автоматичного встановлення в вертикальне положення антенних щогл та інших подібних об'єктів. Джерела інформації 1. Патент Російської Федерації №2029861 «Устройство для измерения угла наклона скважины», Е 21 В 47/022, 08.10.93. 2. Патент Російської Федерації №2032808 «Устройство для измерения угла наклона скважины», Е 21 В 47/02, 29.11.90. 3. Патент Російської Федерації №2018648 «Устройство для измерения угла наклона скважины», Е 21 В 47/022, 02.04.91 - прототип. 6 7 81422 8