способ измерения натяжения гибкого органа

Формула изобретения

Способ измерения натяжения гибкого органа, заключающийся в создании деформации упругого элемента, преобразовании деформации в электрический сигнал, содержащий информацию о натяжении гибкого органа, отличающийся тем, что деформацию установленного на гибком органе упругого элемента создают путем изменения его удлинения при выполнении его с большей величиной жесткости, чем величина жесткости гибкого органа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения натяжения гибкого органа, например каната, применяемого в нефтегазодобывающей промышленности.

Известно устройство для измерения натяжения кабеля (гибкого органа), выполненное с использованием способа измерения натяжения гибкого органа, заключающегося в следующем: прикрепляют к гибкому органу гидроцилиндр с жидкостью и плунжером, перегибают гибкий орган, тем самым создавая силу нажатия на плунжер, и затем измеряют давление жидкости в цилиндре (см. авт. св. по кл. Е 21 В 47/00 977739).

Данный способ позволяет измерять силу натяжения гибкого органа без его рассечки, однако он имеет низкую точность.

Известен способ измерения натяжения гибкого органа, сущность которого заключается в создании поперечной изгибающей или сжимающей (растягивающей) силы измерительных преобразователей, преобразующих механическую величину в электрическую, удобную для запоминания и передачи на расстояние путем перегиба гибкого органа. Натяжение переломленного гибкого органа создает силу, изгибающую измерительную балку (упругий элемент), которая служит для преобразования измеряемого усилия в пропорциональный электрический сигнал. Под действием измеряемого усилия деформация измерительной балки вызывает изменение сопротивления тензорезисторов, что приводит к разбалансу тензомоста и появлению выходного сигнала, пропорционального измеряемому усилию. На обеих сторонах измерительной балки между стойкой и прижимно-перегибочным устройством под углом 45^o к продольной оси балки наклеиваются тензорезисторы. Плоскость наклейки тензорезисторов должна быть параллельна плоскости изгибающей балку силы. В этом случае погрешность измерений уменьшается более чем на порядок (см. свидетельство на полезную модель N 19088, 10.08.2001).

В этом способе с недостаточной точностью измеряется сила натяжения гибкого органа из-за его прогиба.

Сущность изобретения.

Изобретение направлено на создание способа, который бы позволил измерять силу натяжения гибкого органа с высокой точностью.

Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в том, что закрепляя упругий элемент на гибком органе, исключаем перегиб гибкого органа, не деформируя его, что уменьшает погрешность и повышает точность измерения.

Указанный технический результат достигается тем, что деформацию упругого элемента с последующим ее преобразованием в электрический сигнал, несущий информацию о натяжении гибкого органа, создают путем изменения удлинения упругого элемента при выполнении его с большей величиной жесткости, чем величина жесткости гибкого органа.

На чертеже представлено устройство, поясняющее принцип работы способа измерения натяжения гибкого органа. Устройство состоит из гибкого органа 1, зажимов 2, упругого элемента 3, преобразователя 4.

Способ осуществляется следующим образом.

К гибкому органу 1, не перегибая его, при помощи зажимов 2 в двух точках, расстояние между которыми зависит от размера упругого элемента, жестко прикрепляется упругий элемент 3. Натяжение гибкого органа 1 силой А создает силу, которая растягивает (сжимает) упругий элемент 3. Чем жестче материал, из которого выполнен упругий элемент, тем больше его жесткость, тем меньше его деформация, например удлинение. Гибкий орган имеет меньшую жесткость, чем упругий элемент, поэтому в процессе измерения (натяжения гибкого органа) удлинение его будет больше, следовательно, всю силу А натяжения гибкого органа будет воспринимать упругий элемент 3, жестко связанный с зажимами 2. Упругий элемент 3, выполненный, например, в виде стержня, воспринимая силу натяжения гибкого органа, деформируется. Эти деформации упругого элемента воспринимаются и преобразовываются в пропорциональный усилию натяжения электрический сигнал с помощью преобразователя 4. Преобразователь 4 может быть выполнен на тензорезисторах, жестко связанных со стержнем. Под действием измеряемого усилия деформация стержня вызывает изменение сопротивления тензорезисторов, что приводит к разбалансу тензомоста и появлению выходного сигнала, пропорционального измеряемому усилию.