УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРОУСКОРЕНИЙ Российский патент 2012 года по МПК G01M7/02 G01P15/93 

Описание патента на изобретение RU2454645C1

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к технике высокоточных измерений, и может быть использовано для измерения перемещений и вибраций.

Известно устройство для измерения виброускорений, снабженное приемными и передающими волоконными световодами и сопряженные с ними чувствительные преобразователи в виде несколько закрепленных балок с инерционной массой (см. патент РФ №2164339, кл. G01D 5/ 26, 2000 г.).

Этот преобразователь позволяет расширить динамический диапазон устройства за счет совмещения функций световедущего элемента и чувствительного консольного элемента. Это усложняет конструкцию и технологию ее изготовления.

Известно также устройство для измерения виброускорений, содержащее рабочий световод, оптически связанный с передающим и приемным световодами и упругий элемент в виде консольной балки, на свободном конце которой расположена инерционная масса с зеркальным отражателем (см. патент ЕПВ №0251048, кл. G01P 15/08, 1987 г.).

Недостатком данного устройства является относительно низкая чувствительность измерения виброускорений, вызванная низким диапазоном угловых перемещений зеркала.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является устройство для измерения виброускорений, содержащее корпус с размещенным в нем чувствительным элементом в виде консольной балки из упругой пластины, на которой размещены груз и зеркальный отражатель, при этом со стороны зеркального отражателя размещен волоконно-оптический информационный преобразователь в виде пучка излучающих и приемных световодов (см. авторское свидетельство СССР №1739301, кл. G01P 15/08, 1992 г.).

Известное устройство содержит рабочий световод для передачи и приема световой энергии и кварцевый стержень, закрепленный на балочке, которая смещается под действием ускорения, модулируя световой сигнал.

Недостатком данного устройства является его относительно низкая чувствительности, сложная технология изготовления чувствительного элемента и относительно узкий диапазон измерений.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении чувствительности и расширении диапазона измерения виброускорений без усложнения конструкции устройства.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для измерения виброускорений, содержащем корпус с размещенным в нем чувствительным элементом в виде консольной балки из упругой пластины, на которой размещен груз и зеркальный отражатель, при этом со стороны зеркального отражателя размещен волоконно-оптический информационный преобразователь в виде пучка излучающих и приемных световодов, груз чувствительного элемента расположен на консольной балке с возможностью перемещения по поверхности балки и фиксации его положения, а зеркальный отражатель, выполненный в виде плоского зеркала, жестко закреплен на конце балки.

Предпочтительно, чтобы пучки излучающих и приемных световодов волоконно-оптического информационного преобразователя были сгруппированы по мозаичной оптической схеме.

На фиг.1 представлен общий вид устройства для измерения виброускорений.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство для измерения виброускорений (фиг.1) содержит корпус 1, в котором расположен чувствительный элемент в виде консольной балки из упругой пластины 2, на которой расположен груз с возможностью его перемещения и фиксации на поверхности балки (например, при помощи клея). Перемещение груза 3 показано горизонтальными стрелками. На конце консольной балки 2 жестко закреплено плоское зеркало 4. На боковой поверхности корпуса 1 выполнено отверстие для размещения конца волоконно-оптического информационного преобразователя 5 (фиг.2), выполненного в виде пучка излучающего 6 и приемного световода 7, сгрупированного по мозаичной оптической схеме. Зеркальная поверхность плоского зеркала расположена со стороны торцевой поверхности волоконно-оптического преобразователя 5, перпендикулярна зеркальной поверхности плоского зеркала 4. Устройство установлено на поверхности испытуемого изделия 8.

Масса груза выбирается из соотношения:

M=(Т/ 2π)2 K,

где Т - задаваемый период колебаний

К - коэффициент упругости материала консольной балки.

Устройство для измерения виброускорений работает следующим образом.

Для измерения виброускорений испытуемого изделия 8, корпус 1 устройства устанавливается на его поверхности. Направление вектора вибрации показано вертикальной стрелкой на фиг.1. По излучающему световоду 6 осуществляется подача оптического сигнала и засвечивание торца приемного световода 7. В процессе измерения консольная балка 2 изгибается и происходит смещение в вертикальной плоскости зеркальной поверхности плоского зеркала 4. Указанное смещение регистрируется волоконно-оптическим информационным преобразователем 5, и по электрическому сигналу определяется величина виброускорения, регистрируемая блоком измерительных данных (не показан). Для расширения диапазона измеряемых значений виброускорений груз 3 предварительно перемещают по поверхности консольной балки с последующей фиксацией ее положения. Плоское зеркало при этом неподвижно закреплено на конце консольной балки. Это способствует также сохранению рабочих характеристик световодов, а выполнение пучков излучающих и приемных световодов, сгруппированных по мозаичной оптической схеме, повышает чувствительность устройства.

Использование предложенного устройства позволяет повысить надежность работы машин и аппаратов, узлы которых работают в условиях виброускорений.

Похожие патенты RU2454645C1

название год авторы номер документа
ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ СРЕДЫ В ЕМКОСТИ С ЭЛАСТИЧНЫМИ СТЕНКАМИ И СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ СРЕДЫ 1999
  • Явелов И.С.
RU2176387C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕРОВНОСТЕЙ И НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ДВИЖУЩЕЙСЯ ПОВЕРХНОСТИ 2007
  • Явелов Игорь Самуилович
  • Каплунов Савелий Моисеевич
  • Даниелян Георгий Львович
  • Смирнов Николай Иванович
RU2349875C1
Волоконно-оптический измерительный зонд 1991
  • Явелов Игорь Самуилович
SU1778521A1
Датчик давления 1990
  • Кузнецов Михаил Григорьевич
  • Соколов Борис Георгиевич
  • Кашуба Анатолий Ильич
  • Алибеков Рустам-Бек Каирбекович
SU1760417A1
Оптический вибропреобразователь 1990
  • Комиссаров Андрей Александрович
  • Чалый Евгений Андреевич
  • Гусев Андрей Владимирович
SU1739301A1
Датчик давления 1988
  • Явелов Игорь Самуилович
SU1631329A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ 2004
  • Явелов Игорь Самуилович
RU2287792C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ 2007
  • Явелов Игорь Самуилович
  • Пряничников Валентин Евгеньевич
  • Доценко Владимир Иванович
RU2342067C1
ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК УСКОРЕНИЯ 1996
  • Демьяненко Петр Афанасьевич
  • Прокофьев Михаил Иванович
  • Литвинов Сергей Олегович
  • Косолап Леонид Александрович
RU2146373C1
УСТРОЙСТВО ДВУХСТОРОННЕЙ ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ 2006
  • Зеленюк Юрий Иосифович
  • Поляков Сергей Юрьевич
  • Широбакин Сергей Евгеньевич
  • Паршин Алексей Владимирович
  • Лапшов Владимир Александрович
RU2328077C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 454 645 C1

Реферат патента 2012 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРОУСКОРЕНИЙ

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к технике высокоточных измерений, и может быть использовано для измерения перемещений и вибраций. Предложенное устройство для измерения виброускорений содержит корпус 1, в котором расположен чувствительный элемент в виде консольной балки из упругой пластины 2, на которой расположен груз с возможностью его перемещения и фиксации на поверхности балки. Перемещение груза 3 показано горизонтальными стрелками. На конце консольной балки 2 жестко закреплено плоское зеркало 4. На боковой поверхности корпуса 1 выполнено отверстие для размещения конца волоконно-оптического информационного преобразователя 5, выполненного в виде пучка излучающего 6 и приемного световода 7, сгрупированного по мозаичной оптической схеме. Зеркальная поверхность плоского зеркала расположена со стороны торцевой поверхности волоконно-оптического преобразователя 5, перпендикулярна зеркальной поверхности плоского зеркала 4. Устройство установлено на поверхности испытуемого изделия 8. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности и расширение диапазона измерения виброускорений без усложнения конструкции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 454 645 C1

1. Устройство для измерения виброускорений, содержащее корпус с размещенным в нем чувствительным элементом в виде консольной балки из упругой пластины, на которой размещен груз и зеркальный отражатель, при этом со стороны зеркального отражателя размещен волоконно-оптический информационный преобразователь в виде пучка излучающих и приемных световодов, отличающееся тем, что груз чувствительного элемента расположен на консольной балке с возможностью перемещения по поверхности балки и фиксации его положения, а зеркальный отражатель, выполненный в виде плоского зеркала, жестко закреплен на конце балки.

2. Устройство для измерения виброускорений по п.1, отличающееся тем, что пучки излучающих и приемных световодов волоконно-оптического информационного преобразователя сгруппированы по мозаичной оптической схеме.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2454645C1

Оптический вибропреобразователь 1990
  • Комиссаров Андрей Александрович
  • Чалый Евгений Андреевич
  • Гусев Андрей Владимирович
SU1739301A1
ДАТЧИК УСКОРЕНИЯ 2005
  • Межирицкий Ефим Леонидович
  • Ивановский Евгений Александрович
  • Куртюков Виктор Александрович
  • Юрасов Владислав Владимирович
  • Юрлов Федор Александрович
RU2280876C1
Волоконно-оптический датчик виброускорений 1988
  • Козлова Лидия Петровна
  • Лукашин Юрий Васильевич
  • Формусатик Галина Леонидовна
  • Хабаров Сергей Павлович
SU1534408A1
US 3789674 A, 05.02.1974
KR 20100122753 A, 23.11.2010
JP 9243444 A, 19.09.1997
JP 61088163 A, 06.05.1986
US 5705809 A, 06.01.1998.

RU 2 454 645 C1

Авторы

Явелов Игорь Самуилович

Синев Александр Владимирович

Рыбак Лариса Александровна

Явелов Олег Игоревич

Даты

2012-06-27Публикация

2010-12-17Подача