Владимир Петров - Стандарты изобретательства

После обнаружения система посылает зашифрованный радиосигнал в реальном времени на наручные часы, которые носят рефери, которые вибрируют и показывают сообщение о том, что гол был забит (рис. 6.6) 89 89 URL: https://www.iis.fraunhofer.de/en/ff/lv/net/proj/goalref.html . .

Рис. 6.6. Система GoalRef 90 90 URL: http://www.techbuzzin.com/blog/2017/04/09/technology-in-sports-drs-goalref.

Стандарт 4.4.2. «Измерительный» феполь

Если нужно повысить эффективность обнаружения или измерения «протофепольными» и вепольными системами, то необходимо перейти к феполям, заменив одно из веществ ферромагнитными частицами (или добавив ферромагнитные частицы) и обнаруживая или измеряя магнитное поле:

Пример 6.19. Определение толщины стенок

Толщина стенок полых изделий из диэлектрических материалов определяется путем введения в полость изделия магнитного порошка, создавая замкнутую магнитную цепь между порошком и индуктивным датчиком сквозь стенку изделия, а по величине индуктивности датчика определяют ее толщину. Кроме того, с целью повышения точности измерений, на порошок воздействуют с внешней стороны стенки изделия постоянным магнитным полем, а со стороны полости изделия — электростатическим полем, при этом для измерений используют индуктивный датчик без ферромагнитного сердечника (рис. 6.7) 91 91 Патент РФ 1 188 520. .

Рис. 6.7. Определение толщины стенок. Патент РФ 1 188 520

1 — изделие; 2 — измерительный датчик; 3 — электромагнит; 4 — магнитный порошок; 5 — электрод.

Пример 6.20. Определение уплотняемости магнитного порошка

Уплотняемость и формуемость магнитных порошков рассчитываются по результатам измерения намагниченностей насыщения и насыпной плотности порошка 92 92 Патент РФ 2 166 190. .

Стандарт 4.4.3. Комплексный «измерительный» феполь

Если нужно повысить эффективность обнаружения или измерения системы путем перехода к феполю, а замена вещества ферромагнитными частицами недопустима, то переход к феполю осуществляется построением комплексного феполя, вводя добавки в вещество:

Пример 6.21. Магнитопорошковый контроль

На контролируемую деталь насыпают магнитный порошок и помещают в магнитное поле. В месте дефекта образуется валик из порошка. Порошок убирают и в место дефекта помещают магнитную жидкость и измеряют ее электрическое сопротивление. По значению сопротивления определяют глубину дефекта 93 93 Патенты РФ 2 356 042 и 2 474 815. .

Стандарт 4.4.4. «Измерительный» феполь на внешней среде

Если нужно повысить эффективность обнаружения или измерения системы путем перехода от веполя к феполю, а введение феррочастиц недопустимо, то феррочастицы следует ввести во внешнюю среду.

Пример 6.22. Иммуноанализ

В качестве основы иммуносорбента используют вермикулит или смесь вермикулита с магнитным порошком. За счет этого значительно увеличивается иммунохимическая активность, что позволяет получить более точные результаты анализа 94 94 Патент РФ 2 192 013. .

Стандарт 4.4.5. Использование физэффектов

Если нужно повысить эффективность фепольной измерительной системы, необходимо использовать физические эффекты, например, переход через точку Кюри, эффекты Гопкинса и Баркгаузена, магнитоупругий эффект и т. д.

Пример 6.23. Уровнемер

Дискретный уровнемер содержит магнит, соединенный с датчиком положения, например поплавком, усилитель, счетчик импульсов и чувствительный элемент, выполненный в виде протяженного проводника, например струны или ленты, изготовленного из материала, испытывающего скачки Баркгаузена при перемагничивании, например из технически чистого железа, концы которого электрически соединены через усилитель со входом счетчика импульсов, регистрирующего число скачков Баркгаузена 95 95 А. с. 290 178 .

Пример 6.24. Анализ ферромагнитных изделий

Электромагнитный анализ ферромагнитных изделий осуществляют путем наведения магнитного поля с напряженностью, достаточной для проявления эффекта Баркгаузена, а к исследуемому участку намагниченного изделия прикладывается низкочастотное переменное магнитное поле, вызывающее движение магнитных доменов. Определяют напряженность магнитного поля, наведенного в ответ на воздействие магнитного поля и переменного магнитного поля. Было обнаружено, что напряженность магнитного поля в непосредственной близости к дефектному участку имеет другую величину, и эта информация может использоваться для определения различных параметров изделия. В одной из систем используется быстрое сканирование и контроль труб с целью обнаружение и определения местоположения дефектов 96 96 Патент США 3 588 683 .

Стандарт 4.5.1. Переход к бисистеме и полисистеме

Эффективность измерительной системы — на любом этапе развития — может быть повышена путем перехода к бисистеме и полисистеме.

Пример 6.25. Система Hawk-Eye

Система Hawk-Eye включает 14 высокоскоростных (320 кадров в секунду) камер высокого разрешения, которые следят за воротами с различных ракурсов (по семь за одними воротами). Специальное программное обеспечение отслеживает мяч и показывает на экране телевизора траекторию полета, а в случае гола подается сигнал на часы всех судей (рис. 6.8).

Эта система используются в крикете, теннисе и снукере с 2001 года.

Рис. 6.8. Система Hawk-Eye 97 97 URL: http://malinafoto.ru/news/zarubezh/4759-kak-rabotaet-novaya-sistema-opredeleniya-vzyatiya-vorot-hawk-eye.html .

Пример 6.26. Исследование быстрых процессов

В Исследовательском центре NASA сконструировали установку Walle, состоящую из шести высокоскоростных съемочных камер. При этом каждая камера настроена на свою светочувствительность. То есть фиксирует только те элементы, которые имеют соответствующую освещенность. После съемки результаты всех камер обрабатываются на компьютере, который обеспечивает получение точно экспонированного во всех деталях изображения. Область применения установки — съемка быстрых процессов, например реактивной струи или взрыва снаряда 98 98 Популярная механика, 2012, №1. С. 20. .

Стандарт 4.5.2. Направления развития

Измерительные системы развиваются в направлении: измерение функции — измерение первой производной функции — измерение второй производной функции.

Пример 6.27. Система управления

Системы управления для объектов с быстро изменяемыми параметрами должна управляться не только по самому сигналу, но и по его первой, второй или более высоким производным.

При длительной работе системы в закон управления системой желательно вводить интеграл управляемой величины для повышения точности управления.