Прилад для вимірювання маси стебел рослин льону-довгунця та отриманого з них волокна

Реферат: Прилад для вимірювання маси стебел рослин льону-довгунця та отриманого з них волокна містить основу, пружину, гачок та шкалу. При цьому на незакріпленому кінці пружини знаходиться циліндричний стрижень, на який вільно спирається важіль, з'єднаний з встановленим на шарнірі дзеркалом, на основі розміщено лазерний діод, а шкала має увігнуту форму. UA 117771 U (12) UA 117771 U UA 117771 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до засобів вимірювання маси невеликих об'єктів, а саме стебел рослин льону-довгунця та отриманого з них волокна, й може бути використаний в селекції. Маса стебла та отриманого з нього волокна - це два головних параметра, що використовуються під час морфологічної оцінки індивідуальних рослин льону-довгунця для визначення значення вмісту волокна в стеблах. В селекційній практиці, крім універсального, в деяких випадках доцільно застосовувати й спеціальне лабораторне обладнання. Спеціальне обладнання краще пристосоване до об'єкта дослідження, завдяки чому досягається вища продуктивність, покращуються умови праці. Спеціальний прилад для вимірювання маси стебел рослин льонудовгунця та отриманого з них волокна, діапазон вимірювання якого лише незначною мірою перевищуватиме максимально можливе значення маси стебла льону-довгунця, дозволить використати в конструкції елементи меншої маси та габаритів, ніж аналогічні елементи в універсальних засобах вимірювання маси. Внаслідок чого зменшиться вплив сил тертя та інерції на чутливість та точність приладу. Відомий прилад для вимірювання маси - ваги лабораторні загального призначення квадрантні 4 класу марки ВЛКТ-160г (Типовые конструкции и технические параметры лабораторных весов общего назначения и образцовых, [Електронний рерурс].- режим доступу: http://helpiks.org/2-10416.html) з діапазоном вимірювання від 0 до 160 г, що знайшли широке застосування в селекційній практиці, зокрема льону-довгунця. Відомий прилад є досить складним та дорогим. Недоліком відомого приладу є те, що його діапазон вимірювання більш ніж у 160 разів перевищує середню масу стебла рослини льону-довгунця й більш ніж у 500 разів - середню масу отриманого із стебла волокна. Тобто відомий прилад невиправдано використовується для вимірювання маси об'єктів, маса яких складає всього 0,2 % від максимальної маси об'єктів, на яку вони розраховані. Відомий прилад для вимірювання маси - ваги торсіонні ВТ-500 з діапазоном вимірювання від 0 до 0,5 г (Типовые конструкции и технические параметры лабораторных весов общего назначения и образцовых, [Електронний рерурс].- режим доступу: http://helpiks.org/2-10416.html). Вимірювальним елементом у відомому приладі є спіральна пружина. Умовою рівноваги є рівність обертаючого моменту, що створюється об'єктом, який зважується, й протидіючого йому моменту спіральної пружини. При цьому кут закручування пружини пропорційний масі об'єкта, який зважується. Шкала, за якою вимірюється цей кут, проградуйована в одиницях маси. До складу відомого приладу входить основа, вісь, на якій закріплений кінець спіральної пружини, коромисло з гачком, контрольна стрілка і ручка для закручування пружини. Зовнішній кінець спіральної пружини жорстко зв'язаний з відліковою стрілкою, яка переміщується по шкалі циферблату. Для встановлення коромисла в нульове положення використовується додаткова спіральна тарувальна пружина, яка закріплена внутрішнім кінцем на осі, а зовнішнім - на фіксаторі, що жорстко зв'язаний з тарувальною рукояткою. Процес зважування на відомому приладі значно простіший у порівнянні з процесом зважування на вагах ВЛКТ-160г. Недоліками відомого приладу є складність конструкції, недостатній діапазон вимірювання та непристосованість його для зважування об'єктів з великими габаритами, такими як у стебел рослин льону-довгунця. Відомий прилад є найбільш близьким до корисної моделі за суттю й результатом, що досягається, тому можуть бути вибрані як прототип. Задача корисної моделі - удосконалити відомий прилад з метою наближення верхньої границі діапазону вимірювання до значення максимальної маси стебла рослини льонудовгунця, покращення умов праці та забезпечення можливості вимірювання маси стебел рослин льону-довгунця та отриманого з них волокна. Поставлена задача вирішується тим, що у приладі для вимірювання маси стебел рослин льону-довгунця та отриманого з них волокна, які містять основу, пружину, гачок та шкалу, згідно з корисною моделлю, на незакріпленому кінці пружини знаходиться циліндричний стрижень, на який вільно спирається важіль, з'єднаний з встановленим на шарнірі дзеркалом, на основі розміщено лазерний діод, а шкала має увігнуту форму. Стрижень, що знаходиться на незакріпленому кінці пружини, використовується як опора для важеля. Циліндрична форма стрижня забезпечує можливість вільного ковзання важеля відносно поверхні стрижня у поздовжньому, поперечному та круговому напрямках. Взаємне ковзання стрижня та важеля відбувається в процесі руху внаслідок зміни взаємного розташування їх поверхонь, а також через похибки виготовлення елементів приладу, які завжди присутні в реальному механізмі. Ковзання розпочинається в момент укладання на гачок стебла рослини льону-довгунця (або отриманого з нього волокна), коли розпочинається деформація пружини, й завершується в момент припинення коливання всіх елементів механізму. Саме можливість 1 UA 117771 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 вільного ковзання у всіх перелічених вище напрямках забезпечує п'ять, з п'яти можливих, ступенів свободи відносного руху стрижня та важеля. Це зводить до мінімуму вплив сил тертя на роботу механізму приладу. З'єднання важеля з встановленим на шарнірі дзеркалом забезпечує поворот дзеркала на той самий кут, на який повертається важіль. Лазерний діод, що розміщений на основі приладу, є джерелом світла. Промінь від нього спрямований на встановлене на шарнірі дзеркало. Під час повороту дзеркало відбиває промінь від лазерного діода на шкалу. Світлова пляма, що утворюється в точці падіння променя лазерного діода на шкалу, використовується як покажчик значення маси. На білому фоні шкали ця точка легко сприймається очами виконавця. Крім цього, лазерний покажчик повністю виключає помилки зчитування показника маси через виникнення ефекту паралаксу, що має місце в приладах із стрілочними покажчиками. Увігнута форма шкали дозволяє застосувати однаковий крок між її поділками, що полегшує зчитування результатів. Крім цього увігнута форма шкали, за умови розміщення очей виконавця в центрі радіусу вписаної в профіль шкали дуги, створює додатковий комфорт при роботі на приладі. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де представлено схему приладу. Прилад складається з плоскої пружини 2, гачка 3, куліси 4, стрижня 5, важеля 6, шарніра 7, дзеркала 8, лазерного діода 9 та шкали 10. Пружина 2, шарнір 7, лазерний діод 9 та шкала 10 нерухомо кріпляться до основи приладу. Прилад працює наступним чином. Стебло рослини льону-довгунця (або отриманого з нього волокна) 1 укладають на гачок 3. Під дією сил гравітації відбувається деформація пружини 2 (креслення). Внаслідок цього незакріплений кінець пружини 2 разом з стрижнем 5, кулісою 4 та гачком 3 переміщуються вниз. Важіль 6, що вільно спирається на стрижень 5, рухається слідом за нею, обертаючись на шарнірі 7. Разом із важелем 6 обертається і дзеркало 8, яке спрямовує промінь від лазерного діода 9 у відповідну точку шкали 10. Світлова пляма в місці падіння променя на шкалу 10 є покажчиком значення маси об'єкта, що зважується. Після зняття показань маси стебло рослини льону-довгунця (або отримане з нього волокно) 1 знімають з гачка 3. Під дією сил пружності пружини 2 стрижень 5, куліса 4, гачок 3, важіль 6 та дзеркало 8 повертаються на вихідні позиції. Для підтвердження працездатності запропонованої схеми було виготовлено й випробувано експериментальний зразок приладу. В результаті випробувань було встановлено, що тривалість вимірювання маси стебел льону-довгунця та отриманого з них волокна за допомогою експериментального зразка приладу зменшилась на 30-40 % у порівнянні з із тривалістю вимірювання маси на вагах моделі ВЛКТ-160г. Абсолютна похибка показань експериментального зразка приладу на всьому діапазоні шкали не перевищувала 0,015 г. Всі виконавці відмітили підвищену комфортність та зручність роботи на експериментальному зразку приладу, а також суттєве зменшення навантаження на органи зору. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Прилад для вимірювання маси стебел рослин льону-довгунця та отриманого з них волокна, який містить основу, пружину, гачок та шкалу, який відрізняється тим, що на незакріпленому кінці пружини знаходиться циліндричний стрижень, на який вільно спирається важіль, з'єднаний з встановленим на шарнірі дзеркалом, на основі розміщено лазерний діод, а шкала має увігнуту форму. 2 UA 117771 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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 3