Емкостный сейсмодатчик Советский патент 1985 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к электромеханическим преобразователям и может быть использовано для контроля. и измерения амплитуд вибраций машин и механизмов в различных областях промьшленности, а также в приборах для сейсмической разведки и для измерения малых перемещений. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем расширения диапазона измеряемых амплитуд при одновременном увеличении чувствительности. На чертеже фиг. 1-3 приведено устройство (в трех проекциях). Емкостный датчик состоит из корпуса 1, на котором закреплены при помощи клея диэлектрические пластин 2 и 3, выполненные, например, из си талла. У каждой пластины одна из поверхностей полирована. На эту поверхность методом вакуумного напьте ЛИЯ нанесены электроды гребенчатой формы 4 и 5. Диэлектрические пласти ны закреплены иакорпусе 1 таким образом, чтобы ось каждой металлической полоски была перпендикулярна направ лению перемещения инерционной массы При помощи винтов на корпусе зак реплены четыре плоских пружины 6 выполненные, например, из фосфорист бронзы. Между концами пружин закреплены металлические рамки 10 иМ к которым приклеены диэлектрические пластины 12 и 13 с напыленными на их поверхности гребенчатыми электро дами 14 и 15. Электроды 4, 5, 14 и 15соединены с выводами устройства 16- 19 при помощи гибких проводников, запрессованных в колодку 20. Настроенное устройство закрывается металлическим или пластмассовым кожухом 21.. Предлагаемое устройство является емкостным датчиком дифференциального типа и может регистрировать как горизонтальные, так и вертикальные колебания. Устройство содержит два конденсатора переменной емкости, ко торые образованы электродами 4 и 14 и 5 и 15. Функции инерционной массы выполняют металлические рамки 10 и 11 с Закрепленными на них диэлектрическими пластинами 12 и 13. Устройство работает следующим образом. При регистрации волновых процессов корпус 1 и. установленные на нем неподвижные электроды 4 и 5 перемещаются вместе с измеряемым объектом, а инерционная масса (рамки 10 и 11, пластины 12 и 13), несущая на себе подвижные электроды 14 и 15, закрепленная и подвешенная на пружинах 6 г- 9 к корпусу, за счет сил инерции остается неподвижной, вследствие чего изменяется взаимное расположение электродов 4и14и5и15и, соответственно, емкость конденсаторов. Конструкция емкостного датчика позволяет выполнить конденсатор с зазором между электродами, равным 50 - 100 мкм, что позволяет повысить чувствительность устройства. Для измерения очень малых амплитуд полоски гребенчатого электрода могут быть выполнены шириной 10-30 мкм. Получить такой электрод на диэлектрических полированных пластинах возможно применение фотолитографии. Макси-. мальная емкость конденсатора определяется величиной зазора и суммарной площадью гребенчатого электрода. Устройство может вьшускаться серийно для разных диапазонов измене- ния амплитуд вибраций, при этом меняется только ширина металлических полосок у гребенчатых электродов. Данная конструкция позволяет регистрировать волновые процессы с амплитудами от 0,2 мкм до 5 мм (при разных электродах). Устройство может выполнять функции горизонтального и вертикального сейсмодатчика (для вертикального сейсмодатчика пружины должны быть заневолены), При необходимости к неподвижной системе датчика может быть подключена дополнительная инерционная масса.

J

Е ЖОСТНЫЙ СЕЙСМОДАТЧИК, содержащий корпус с укрепленными на нем неподвижными электродами. и упруго соединенную с корпусом инерционную массу с закрепленными на ней подвижными электродами, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем расширения диапазона измеряемых амплитуд при одновременном увеличении чувствительности, каждый из электродов выполнен из полосок в виде гребенки, при этом ось каждой полоски гребенки перпендикулярна направлению перемещения инерционной.массы, а плоскость каждого электрода парадшельна этому направлению.