Разработка устройства для измерения уровня жидкости в открытом бассейне

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Глава 1. Сравнительный анализ существующих устройств . . . . . . . . . . . . 5

Глава 2. Разработка и обоснование функциональной схемы . . . . . . . . . . . 8

Глава 3. Статический расчет элементов и устройств, входящих в схему . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Глава 4.  Пояснительная записка. . . . . . . . . . . .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

ЛИТЕРАТУРА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Принципиальная электрическая схема . . . . . . . . . . . . .13

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Перечень элементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Сборочный чертеж . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Спецификация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

СУИКР.025.445.001 ПЗ

Устройство для измерения уровня жидкости.

Пояснительная записка.

Литера

Масса

Масштаб

Изм

Лист

№ Докум

Подпись

Дата

Разработал

Коршунов М.

1/12/ 01

Проверил

Быстров С. В.

Лист  3

Листов    1

ВВЕДЕНИЕ

Целью данной курсовой работы является разработка устройства для измерения уровня жидкости в открытом бассейне. А также ознакомление с порядком поиска аналогов в бюллетенях изобретений.

В работе рассмотрены три аналога, найденных при первом этапе работы - патентном поиске. Это необходимо для определения оптимальной конструкции устройства для измерения уровня жидкости.  Проведен сравнительный анализ данных устройств.

Данная курсовая работа содержит необходимую информацию для пояснения работы разработанного устройства, в том числе расчет элементов и устройств, входящих в схему.

СУИКР.025.445.001 ПЗ

Лист

4

Изм

Лист

№ Докум.

Подпись

Дата

АТКП 2 22 445.001 ПЗ

Лист

        Глава 1. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ УСТРОЙСТВ

В результате патентного поиска было найдено несколько устройств, измеряющих скорость вращения. В данной главе мы рассмотрим каждое из них и проведем сравнительный анализ.

1.  Оптический уровнемер жидкости . Авторы: Садовников Вик.И., Садовников Вл.И., Сучков В.И., Зайцев С.С., Султан -Заде Т.С.

Световой поток  от  излучателя  1 по волоконному  световоду  2 поступает  на линзовый объектив,  после которого параллельный пучок света проходит через  поляризатор-анализатор 7, расположенный на  наклонной  грани прямоугольной призмы  5  ввода-вывода излучения,  имеющей контакт  с чувствительным световодом 4.  Будучи линейно поляризованным,  световой поток распространяется  в  световоде 4,  испытывая  полные  внутренние  отражения от плоских  граней  световода.  Угол падения  9   светового потока  выбирается из  условия                  , что  обеспечивает полное  внутреннее отражение  на  границе  световода  с воздухом и  с жидкостью,  т.е.  отсутствуют френелевские  потери  света в  сколь угодно длинном  световоде. Световой поток  в  световоде  4 доходит до  зеркального торца  6,  отражается  от  него  и распространяется  в обратном направлении,  проходит  через  поляризатор  7,  который  в данном случае выполняет  роль  анализатора, и поступает  через  фазосдвигающие пластины  8-10  на  приемные  волоконные световоды  11-13.  На  приемный  световод  14  световой поток  поступает  без прохождения фазосдвигающей пластины. Напряжения  на  каждом из  элементов фотоприемных схем  15-18  зависят  от количества  полных  внутренних  отражений светового потока  в  световоде  4, а их относительный фазовый сдвиг определяется  величиной фазового  сдвига пластин.  При  этом фазовые  сдвиги выбираются  180,90 и  270°  соответственно.  Выходной  сигнал принимается за  "О"  отсчета.

В процессе повышения  уровня жидкости,  в  результате чего  световод оказывается  погруженным  в жидкость, напряжения  на фотоприемных схемах : 15-18  изменяются  в  зависимости  от изменения  фазы 'выходного  сигнала числа полных  внутренних отражений светового потока  в  световоде  по  синусоиде,  смещенной  относительно оси  ординат,  а их относительный фазовый сдвиг  определяется  величиной фазового сдвига фазосдвигающих пластин.  Так  напряжение,   на фотоприемной  схеме  15 из-за  наличия  в  канале фазосдвигающей пластины 8  с фазовым сдвигом  180°  находится  в противофазе  с  напряжением  .  При  вычитании  сигналовI,    и   в  блоке  вычитания первого дифференциального канала  результирующее  напряжение   является синусоидальным.  Аналогично,  результирующий сигнал и_п  является  синусоидальным,  так  как фазосдвигающие