Zapojenie na meranie vnútorných síl a mechanických napätí na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze s tenzometrickými snímačmi

Číslo patentu: U 7466

Dátum: 01.07.2016

Autor: Chmelko Vladimír

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

m) SK ÚŽITKOVÝ VZOR 74 6 6(22) Dátum podania prihlášky 12. 9. 2012 (13) Druh dokumentu Yz(32) Dátum podania prioritnej prihlášky (51) ĺľlľ C 1- (20160 ĺ)ľorganizácia priority GOIL 5/00(43) Dátum zverejnenia prihlášky 1. 3. 2013 Vestník UPV SR Č. 3/2013ÚRAD úžitkového vzoru 1. 7. 2016 PRJEMYSELNÉHO Vestník UPV SR č. 07/2016VLAS TNÍCTVA (47) Dátum zápisu a sprístupnenia SLOVENSKEJ REPUBLIKY úžitkového vzoru verejnosti 10. 5. 2016(62) Číslo pôvodnej prihlášky V prípade vylúčenej prihlášky(67) Číslo pôvodnej patentovej prihlášky v prípade odbočenia(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT(96) Číslo podania európskej patentovej prihlášky(73) Majiteľ Slovenská technická univerzita v Bratislave, Strojnícka fakulta, Bratislava, SK(54) Názov Zapojenie na meranie vnútorných síl a mechanických napätí na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze s tenzometrickými snímačmi(57) Anotácia Zapojenie na meranie vnútorných síl a mechanických napä řx 3 h)tí na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze je y 3 charakteristické tým, že ku každému meraciemu kanálu je 4 pripojený vždy len jednoosový tenzometrický snímač (2) deformácie tak, že na meranom kruhovom alebo medzikru- N 5. à i hovom priereze (l) je optimálne rozmiestnených päť jed- Žx noosových tenzometrických snímačov (2) deformácie. Ich j/ŠŽ r rozmiestnenie je také, že v uhlovom rozstupe 120 súffx fr umiestnené dva jednoosové tenzometrické snímače (2) de-fr 1 2 G x formácie a V ďalšom uhlovom rozstupe 120 je umiestnená g f i tenzometrická 90-stupňová ružica (3) pozostávajúca z troch ,ř Ž jednoosových tenzometrických snímačov (2) deformácií. g QD Í E 2 Š E tu.,Technické riešenie sa týka zapojenia na meranie vnútorných síl a mechanických napätí na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze. Technické riešenie patrí do oblasti strojárstva.Zo stavu techniky je z roku 1992 známy článok J. Poděbradského s názvom Určenie zložiek prevádzkového zaťaženia tenzometrickým meraním, ktorý bol publikovaný V Strojníckom časopise 43 na strane 472 až 478. V ňom bolo dokázané, že vhodným rozmiestnenim tenzometrických snímačov deformácie možno separovať napätia od jednotlivých druhov Výsledníc vnútorných sil V priereze kruhového prierezu a boli odvodené vzťahy pre ich výpočet. Tieto vzťahy boli experimentálne overené a použité pri priamych meraniach na potrubiach tranzitného plynovodu. Podľa týchto vzťahov je potrebných 9 snímačov deformácie V jednom priereze kruhového alebo medzikruhového prierezu. Takto sa vykonávali merania pracovníkmi STU Bratislava a TU Košice.Takýto eXtenzívny postup určovania zložiek prevádzkového Zaťaženia tenzometrickým meraním pomocou deviatich snímačov deformácie poskytol možnosť riešiť tento problém optimalizovanými technickými prostriedkami, ktoré by znižovali náklady na merania.Výsledkom tohto úsilia je ďalej opisované zapojenie na meranie vnútorných síl a mechanických napätí na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze podľa technického riešenia.Uvedené nedostatky sú odstránené zapojením na meranie vnútorných síl a mechanických napätí na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva V tom, že ku každému meraciemu kanálu je pripojený vždy len jeden jednoosový tenzometrický snímač deformácie tak, že na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze je optimálne rozmiestnených päť jednoosových tenzometrických snímačov deformácie. Týmito piatimi jednoosovými tenzometrickými snímačmi deformácie je možné merať Vnútorné sily a mechanické napätia na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze od účinku normálových síl, ohyboVého momentu a od krútiaceho momentu. To si vyžaduje, aby V uhlovom rozstupe 120 ° boli umiestnené dva jednoosové tenzometrické snímače deformácie. V ďalšom uhlovom rozstupe 120 ° je umiestnená tenzometrická 90 ° ružica pozostávajúca z troch jednoosových tenzometrických snímačov deformácií. Tenzometrická 90 ° ružica je usporiadaná na vrchu meraného kruhového alebo medzikruhového prierezu V smere pôsobenia tangenciálnej sily. Dva samostatné jednoosové tenzometrické snímače deformácie sú na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze orientované V smere normály. Tenzometrická 90 ° ružica je na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze usporiadaná tak, že stredový jednoosový tenzometrický snímač deformácie je orientovaný V smere normály a dva bočné jednoosové tenzometrické snímače deformácie sú od normály odklonené o uhol i 45 °. Potom z hodnôt nameraných jednoosovými tenzometrickými snímačmi deformácií V meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze sa vypočíta veľkosť normálovej sily N a napätia UN od normálovej sily N podľa uvedenej funkčnej závislostiĎalej sa z hodnôt nameraných jednoosovými tenzometrickými snímačmi deformácií V meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze vypočíta Veľkosť ohyboVého momentu M., V ľubovoľnom smere V rovine priečneho prierezu a maximálneho napätia JM, od ohyboVého momentu M., V ľubovoľnom smere V rovine priečneho prierezu podľa uvedenej funkčnej závislostiNapokon sa z hodnôt nameraných jednoosovými tenzometrickými snímačmi deformácií V meranom lcruhovom alebo medzikruhovom priereze vypočíta Veľkosť krútiaceho momentu Mk a napätia TMk od krútiaceho momentu Mk podľa uvedenej funkčnej závislostiMk f(Wk 7 G 7 8 m 8 h) ľMk Íĺą 8 m 812),kde E je Youngov modul materiálu V ťahu resp. tlaku G je Youngov modul materiálu v šmyku S je Veľkosť plochy prierezuWo, Wk - sú prierezové moduly V ohybe, krútení .91, .92, 83, sw al, sú hodnoty namerané snímačrni deformácií V kruhovom resp. medzikruhovom priereze.Prínos pre prax a výhody zapojenia na meranie vnútorných síl a mechanických napätí na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze podľa vytvoreného technického riešenia sú zjavné z účinkov, ktorými sa prejavuje navonok.Súčasné meranie vo viacerých prierezoch potrubí vyžaduje veľké množstvo inštalovaných snímačov a následne veľké množstvo meracích tenzometrických modulov. Opísaným rozrniestnením snímačov je možné ich počet výrazne zredukovať a výrazne tak znížiť náklady pri viackanálových meraniach. Navrhované riešenie umožňuje separovať tri zo štyroch základných zložiek vnútorných síl bez straty presnosti, čo vo väčšine praktických aplikácií postačuje, keďžr štvrtá zložka namáhania od tangenciálnej sily sa v praxi často zanedbáva. Počet potrebných snímačov deformácie v priereze sa podľa navrhovaného riešenia dá zredukovať o 44 . Úmerne tomuto zníženiu klesajú aj náklady na meraciu elektroniku, ako sú tenzometrické moduly, meracie bázy.Prehľad obrázkov na výkresochNa priložených výkresoch sú zobrazené znaky riešenia, ktoré súvisia so zapojením na meranie vnútorných síl a mechanických napätí na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze podľa technického riešenia. Na obrázku 1 je na kruhovom alebo medzikruhovom priereze znázornené pôsobenie normálovej sily. Na obrázku 2 je na kruhovom alebo medzikruhovom priereze znázornené pôsobenie lmítiaceho momentu a ohybového momentu.Rozumie sa, že jednotlivé uskutočnenia technického riešenia sú predstavované na ilustráciu, a nie ako obmedzenia technických riešení. Odborníci znalí stavu techniky nájdu alebo budú schopní zistiť s použitím nie viac ako rutinného experimentovania mnoho ekvivalentov k špecifickým uskutočneniam technického riešenia. Aj takéto ekvivalenty budú patriť do rozsahu nasledujúcich nárokov. Pre odborníkov znalých stavom techniky nemôže robiť problém optimálneho navrhnutia zapojenia, preto tieto znaky neboli detailne riešené.V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu technického riešenia je opísané zapojenie na meranie vnútorných síl a mechanických napätí na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze podľa vytvoreného technického riešenia, ako je to znázornené na obrázkoch 1 a 2. Na meranie je použité viackanálové meracie zariadenie, kde ku každému meraciemu kanálu je pripojený vždy len jeden jednoosový tenzometrický snímač g deformácie tak, že na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze l je optimálne rozrniestnených len päť jednoosových tenzometrických snímačov g deformácie. V uhlovom rozstupe l 20 ° sú umiestnené dva jednoosové tenzometrické snímače g deformácie. V ďalšom uhlovom rozstupe l 20 ° je umiestnená tenzometrická 90 ° ružica â pozostávajúca z troch jednoosových tenzometrických snímačov g deformácií. Tenzometrická 90 ° ružica i je usporiadaná navrchu meraného kruhového alebo medzikruhového prierezu l v smere pôsobenia tangenciálnej sily. Dva samostatné jednoosové tenzometrické snímače g deformácie sú na meranom kmhovom alebo medzikruhovom priereze l orientované v smere normály. Tenzometrická 90 ° ružica § je na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze l usporiadaná tak,že stredový jednoosový tenzometrický snímač g deformácie je orientovaný v smere normály a dva bočné jednoosové tenzometrické snímače g deformácie sú od normály odklonené o uhol i 45Zapojenie na meranie vnútorných síl a mechanických napätí na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze podľa technického riešenia nachádza využiteľnosť v strojárenstve pri meraní prevádzkového namáhania na tranzitných plynovodoch a ropovodoch, akýchkoľvek potrubných systémoch, tlakových nádobách a reaktoroch v energetickom a chemickom priemysle, v niektorých nápravách automobilovej a prívesovej techniky v prípadoch, kedy nie je potrebné zisťovať napätia od tangenciálnych síl, pričom ich smer pôsobenia je známy.Zapojenie na meranie vnútorných síl a mechanických napätí na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze s tenzometrickými snímačmi, V y z n a č u j ú c e s a t ý m , že ku každému meraciemu kanálu je pripojený vždy len jeden jednoosový tenzometrický snímač (2) deformácie tak, že na meranom lcmhovom alebo medzikruhovom priereze (l) je optimálne rozmiestnených päť jednoosových tenzometrických snímačov (2) deformácie, kde V uhlovom rozstupe l 20 ° sú umiestnené dva jednoosové tenzometrické snímače (2) deformácie orientované v smere normály, pričom v ďalšom uhlovom rozstupe 120 je umiestnená tenzometrická 90 ° ružica (3) pozostávajúca z troch jednoosových tenzometrických snímačov (2) deformácií usporiadaná na vrchu meraného kruhového alebo medzikruhového prierezu (1) v smere pôsobenia tangenciálnej sily tak, že stredový jednoosový tenzometrický snímač (2) deformácie je orientovaný v smere normály a dva bočné jednoosové tenzometrické snímače (2) deformácie sú od normály odklonené o uhol i 45

MPK / Značky

MPK: G01L 5/10

Značky: kruhovom, mechanických, medzikruhovom, napätí, vnútorných, priereze, meranom, tenzometrickými, zapojenie, snímačmi, meranie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-u7466-zapojenie-na-meranie-vnutornych-sil-a-mechanickych-napati-na-meranom-kruhovom-alebo-medzikruhovom-priereze-s-tenzometrickymi-snimacmi.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zapojenie na meranie vnútorných síl a mechanických napätí na meranom kruhovom alebo medzikruhovom priereze s tenzometrickými snímačmi</a>

Podobne patenty