Стандарты изобретательства

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 Баркгаузена95.

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 дефектов96.

6.5. Подкласс 4.5. Направления развития измерительных систем

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-Eye97

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 снаряда98.

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.

Глава 7. Класс 5. Стандарты на применение стандартов

7.1. Подкласс 5.1. Введение веществ

Стандарт 5.1.1. Обходные пути

Если нужно ввести в систему вещество, а это запрещено условиями задачи или недопустимо по условиям работы системы, то следует использовать обходные пути:

1. Вместо вещества используют «пустоту».

Пример 7.1. Губка из нанотрубок

Ученые из университетов Райса и Пенсильвании создали макроскопические губки из углеродных нанотрубок, многократно пересекающихся между собой.

Пустоты в губке занимают более 99%. При этом материал оказался супергидрофобным. Он не тонет в воде, но оказался олеофильными, хорошо впитывая масла в количестве свыше 100 граммов на 1 г собственного веса99.

Пример 7.2. «Ничто» в информатике