Гравиполи

Рис. 4.29. Сепаратор

1 — стакан; 2 — крышка барабана; 3 и 4 — внутренние инаружные рамки карданова подвеса; 5 — полый вал — статор электродвигателя; 6 —обмотки электродвигателя; 7 — ротор электродвигателя; 8, 9, 12, 14 —подшипники; 10 — полусфера станицы сепаратора; 11 — гибкая ось; 13 патрубок.

5. Гравиполи для измерения и обнаружения

5.1. Измерение

5.1.1. Измерение вертикали

Пример 5.1. Отвес

Отвес — это груз подвешенный на нити. Отвес показывает вертикальное положение. Под действием силы тяжести нить принимает вертикальное направление.

Пример 5.2. Угол отклонения

Маятник не только определяет вертикаль, но и угол отклонения от вертикали в динамике. Имеются маятниковые датчики угла.

Пример 5.3. Гировертикаль

Гировертикаль строится на трехстепенном гироскопе, у которого центр масс смещен от точки повеса вдоль главной оси гироскопа. Позволяет более точно, чем маятник определять угол отклонения от вертикали.

5.1.2. Измерение горизонтали

5.1.2.1. Поверхность жидкости

Поверхность жидкости занимает горизонтальное положение.

Пример 5.4. Горизонт

Горизонтальное положение можно определять с помощью широкого сосуда с жидкостью.

5.1.2.2. Объект с положительной плавучестью или пузырек воздуха на поверхности жидкости

Пример 5.5. Уровень

На этом принципе создан прибор — уровень. Рабочим органом уровня является колба, заполненная окрашенным спиртов с маленьким пузырьком воздуха. На колбе имеются риски (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Уровень

5.1.2.3. Сообщающиеся сосуды

На больших расстояниях измерить горизонталь можно использовать сообщающиеся сосуды.

Пример 5.6. Гидроуровень

На принципе сообщающихся сосудов (закон Паскаля) построен водяной уровень (гидроуровень). Резиновая или пластмассовая трубка, залитая жидкостью. На концах трубки вставляют прозрачные (стеклянные или пластмассовые) трубки — колбы, на которых имеются деления.

Рис. 5.2. Гидроуровень

5.1.2.4. Гироскоп направления

Пример 5.7. Гироскоп

Гироскоп направления используется для определения курса (направления) корабля, подводной лодки, самолета, ракеты, торпеды и других движущихся объектов (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Гироскоп

5.1.3. Измерение плотности

Используется сила Архимеда.

Пример 5.8. Плотномер

Имеются разные способы измерения плотности жидкости. Мы рассмотрим принцип, основанный на Законе Архимеда. Такой прибор называется аэрометр.

Обычно представляет собой стеклянную трубку, нижняя часть которой при калибровке заполняется дробью или ртутью для достижения необходимой массы. В верхней, узкой части находится шкала, которая проградуирована в значениях плотности раствора или концентрации растворенного вещества. Плотность раствора равняется отношению массы ареометра к объему, на который он погружается в жидкость. Соответственно, различают ареометры постоянной массы (более распространенные) и ареометры постоянного объема.

К ареометрам постоянной массы относятся денсиметры (рис. 5.4), шкалы которых градуируются в единицах плотности.

Для практического применения ареометр градуируют в концентрации растворенного вещества, например: спиртомер — в процентах алкоголя для измерения крепости напитка; лактометр — в процентах жира для определения качества молока и т. д.

Рис. 5.4. Аэрометр постоянной массы

Денсиметр: 1— полый корпус; 2 — трубчатый стержень; 3 — балласт; 4 — связывающее вещество; 5 — шкала плотности; 6 — встроенный термометр; 7 — шкала температуры.

3.1.4. Измерение времени

Пример 5.9. Промежуток времени

Падающий груз, расположенный на стержне, замыкает контакты во время падения. Расстояние между контактами определяет промежуток времени. А. с. 189 597.

Пример 5.10. Испытание материала

Для испытания материалов на длительную прочность в условиях высоких температур и агрессивных сред используют прочные камеры — сейфы. К образцу материала прикрепляют груз, после чего заполняют камеру агрессивным веществом, герметично закрывают и включают систему обогрева (тепловые элементы размещены в стенках камеры). Вес груза от 0,02 кг до 2 кг. Основная трудность при таких испытаниях связана с определением момента разрыва образца. Здесь не требуется особой точности. Достаточно, если момент обрыва будет зафиксирован с точностью до нескольких секунд, так как испытания ведутся иногда в течение многих дней.

Сложность в другом: трудно обеспечить надежность сигнальных устройств, размещенных внутри камеры в сильно агрессивной среде. Нужно, чтобы момент обрыва определялся снаружи. Аппаратура, улавливающая шум падения груза, не годится — она слишком сложна и ненадежна.