Использование законов развития технических систем в инженерном творчестве (Патент: 1492257 Устройство для определения влажности волокнистых и сыпучих материалов на ленте транспортёра)

лентой, то он будет засоряться, а значит результаты измерения будут значительно расходится с действительностью. 

Разрешим это противоречие по алгоритму решения изобретательских задач (АРИЗ) [2].

1 Анализ задачи

1.1 Мини-задача. Дана техническая система для измерения влажности сыпучих и волокнистых материалов, содержит шарнир 1, рычаг 2, образующие рычажно-шарнирный механизм, чувствительный элемент 3, плиту 4, механизм 5 перемещения чувствительного элемента с приводом от электрического исполнительного механизма 6, измерительный блок 7, с механизмом 8 включения выравнивающее приспособление 9 и эластичные упругие опоры 10. Механизм 5 перемещения выполнен в виде поворотной вилки, а рычаг 2 – в виде коромысла.

Техническое противоречие: если измерительный элемент подвижен относительно ленты транспортера то он не загрязняется, однако влажность сыпучего или волокнистого вещества измеряется не постоянно. Если измерительный элемент закреплен над лентой транспортера, то влажность измеряется постоянно, но чувствительный элемент загрязняется и плохо измеряет влажность. 

1.2 Выбор конфликтующей пары: в качестве инструмента выберем чувствительный элемент, так как именно его расположение влияет на характеристики измерения, в качестве изделия целесообразно выбрать сыпучий или волокнистый материал, влажность которого измеряет чувствительный элемент.

1.3 Граф-схема технического противоречия (Рисунок 3.6)

Рисунок 3.6 – Граф-схема технического противоречия

1.4 Выбор главного производственного процесса. Выбираем ТП-1, так как наиболее важной задачей является  точность измерения влажности сыпучего вещества.

1.5 Усиление конфликта. Чувствительный элемент измеряет влажность сыпучего вещества с очень высокой точностью.

1.6 Модель мини-задачи. Дана техническая система для измерения влажности сыпучего вещества, состоящая из чувствительного элемента, который точно измеряет влажность сыпучего вещества, но вследствие особенности конструкции совершает измерения с некоторой периодичностью, достаточно большой.

Необходимо ввести X-элемент, который, не усложняя систему, в пределах заданной точности (не загрязняя чувствительный элемент) позволит постоянно измерять влажность сыпучего вещества.

2 Анализ ресурсов модели

2.1 Определение оперативной зоны (ОЗ). В ОЗ устройство, на котором закреплен чувствительный элемент, сам чувствительный элемент, транспортер, сыпучее вещество.

2.2 Определение оперативного времени (ОВ).

,                                                                                                   (3.2) где  - время до конфликта (подготовка эксперимента),  - время конфликта.

2.3 Определение вещественно-полевых ресурсов (ВПР)

Анализ ВПР проведем в виде таблице (Таблица 3.1)

Таблица 3.1 – ВПР системы

3 Формирование идеального конечного результата (ИКР) и физического противоречия

3.1 ИКР. Дана техническая система, включающая подвижную установку на которой установлен чувствительный элемент, которая точно измеряет влажность сыпучего вещества на ленте транспортера. Не усложняя систему, необходимо в систему внести Х-элемент, который позволит непрерывно и с такой же точностью измерять влажность сыпучего вещества

3.2 Усиленный ИКР. Датчик непрерывно измеряет влажность.

3.3 Физическое противоречие на макроуровне. Предъявим требования к X-элементу.

X-элемент должен неподвижным, чтобы постоянно измерять влажность