Способ защиты стеклянных ампул жидкостных акселерометров Советский патент 1983 года по МПК G01P15/08 

J V 2

Изобретение.относится к иэмерительной технике,а именно к способам защиты стеклянных ампул жидкостных акселерометров, находящихся в металлическом корпусе, от механических повреждений при ударных и вибрационных нагрузках.

Известны акселерометры с жид- костной инерционной массой на электрокинетическом или диффузионном принципах, представляющие собой стеклянную ампулу, заполненную рабочей жидкостью (полярной илиэлектролитом) и содержащую внутри преобразующий элемент с электродами. Для защиты от механических повреждений стеклянные ампулы, как правило, крепятся в Металлическом корпусе, который, в свою очередь, жестко соединяется с объектом для передачи характера и уровня механического .возмущения ампуле акселерометра и, следовательно, исключения возможных искажений фазо-амплитудных характеристик 1..

Обычно ампулы крепятся в корпусе с помощью хомутов. Однако, незначительное превышение усилия затяжки хомута или.малейший перекос его приводят к растрескиванию ампулы. ,В еденнв же эластичных прокладок между ампулой и хомутом не обеспечивает требуемой жесткости закрепления. Закрепление ампул с помощью хомутов через резиновые прокладки вносит искажения в передачу измеряемых ударных и вибрационных ,импульсов, а прииспользовании тон.кой резины возникают те же слож- , ности, что и без прокладок;.

Наиболее близким к изобретению является способ згициты акселеромет ров от неизмеряемых воздействий, по которому между акселерометром и объектом вводят пластифицированный эпоксидный компаунд и отверждают его 2 ..

Эпоксидные ксялпаунды жестки, прозрачны, могут отверждаться при кo :нaтнoй температуре. Однако возникновение внутренних напряжений в процессе отверждения, вызывающее деформацию заливочного состава, приводит к растрескиванию ампул. Кроме того, растрескивание ампул может происходить в процессе эксплутации или хранения акселерометров под воздействием колебаний температуры. Введч ние тиокола в эпоксидную композицию по известному способу снижает внутренние напряжения однако не обеспечивает необходимой жесткости заливки. Кроме того, тиокол, особенно при повышенных температурах, выделяет серу, которая вызывает коррозию посеребренных и луженных участков электронных/ , что снижает возможность исползования этого способа. Способ за,щиты акселерометров предусматривае использование непрозрачных компаундов, что исключает возможность визуального контроля состояния акселерометров после механических или тепловых воздействий.

Цель изобретения - повышение надежности защиты и улучшения адекватности передачи формы измеряемого импульса.

Цель достигается тем, что перед заполнением отверждакадимся компаундом поверхность ампулы покрывают слоем эластичного прозрачного полимера. Слой эластичного полимера 0,01-0,5 мм, а заполняют компаундом не более 2/3 высоты ампулы.

Введение эластичной прослойки, окружающей ампулу акселерометра, прзволяет компенсировать действие внутренних напряжений, возникающих при отверждении и приводящих к растрескиванию с1мпулы. Причиной появления внутренних напряжений в отвержденном компаунде с ампулой может быть неодинаковое изменение объема компаунда и окружающей ампулу эластичной прослойки при изменении температуры. Эти напряжения компенсируются неполной заливкой ампулы акселерометра, поскольку, появившийся избыточный объем эластичного полимера прослойки имеет возможность переместиться в свободные от компаунда места на поверности ампулы.

Способ защиты стеклянных ампул жидкостного акселерометра, находящихся в металлическом корпусе, закчается в следующем. Поверхность стлянной ампулы акселерометра тщателно очищают .и покрывают тонким слое эластичного полимера. Затем ампулу помещают в металлический корпус, зливают его полость отверждающимея компаундом с таким расчетом, чтобы часть ампулы выступала над поверхностью компаунда, ивьвдерживают до полного отверждения компаунда.

Оптимальная толщина прослойки эластичного полимера составляет 0,01-0,5 мм. В этом диапазоне толщины сохраняется целостность ампулы при воздействиях механических и тепловых факторов и в то же время практически не изменяется адекватность передачи фориы измеряемого импульса.

На чертеже показано устройство реализующее предлагаемый способ

Уст;ройство содержит металлический корпус 1, стеклянную ампулу акселерометра 2, эластичную полимерную прослойку 3, компаунд 4.

В качестве эластичного полимера используют полииэобутилен марки.

П-20, который тонким слоем (0,010,5 мм) наносят на ампулу. Толщина слоя выбрана такой, чтобы оградить ампулу от действия сил, возникающих в результате появления в отверждающемся компаунде внутренних напряжений и соответствующих им деформаций, и обеспечить достаточную жесткость крепления.

Для заливки используют компаунд типа К-115. После установки ампулы, покрытой эластичным полимером, в металлический корпус, в него заливают приготовленный компаунд с таки расчетом, чтобы часть ампулы выетупала над уровнем компаунда на 1-2 мм, после чего происходит отверждение компаунда при комедтной температуре, в течение 10- . После отверждения масса компаунда образует жесткую структуру, вследствие чего демпфирования, а следовательно, и искажения ударного и вибрационного импульса не происходит.

Использование предлагаемого способа крепления жидкостных акселерометров позволяет расширить сферу их применения при измерении параметров движения. Проведенные i испытания и накопленный статический материал показывает высокую надежность указанного способа защиты акселерометров указанного тиаа.

Акселерометры, изготовленные с использованием .предлагаемого способа, работоспособны при уровнях -воздействия вибрации, линейных и ньк перегрузок в 5 раз больше, причем, погрешность от этих воздействующих факторов в 5 раз меньше. Это обстоятельство позволяет значительно расширить область применения акселерометров с предложенным способом защиты стеклянных ампул, напрмер,для измерения динамических нагрузок ria валах мощных электродвигателей и турбин, валов прокатных станов и ведущих колес тепловозов .

1. СПОСОБ ЗАЩИТЫ СТЕКЛЯННЫХ АМПУЛ ЖИДКОСТНЫХ АКСЕЛЕРОМЕТ,РРВ путем заполнения корпуса с ам- ;пулой отверждающимся компаундом, отличающийся тем, что, с целью повьииения надежности аа;.ВД1ты и улучшения гщекватности передачи формы измеряемого импульса, перед заполнением отверждакщимся компаундом поверхность ампулы покрывают слоем эластичного полимера .. 2.Способ по П.1, о т л и .4 а ющ и и с я тем, что толщина слоя эластичного полимера составляет 0,01-05 мм. 3.Способ по п. 1 и 2, о т л и -; чающийся тем, что,, . заполняют компаундом не более 2/3 высоты ампулы.