Устройство для измерения механических величин Советский патент 1986 года по МПК G01L1/00 G01L1/10 

2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что в него

. введены два дифференциальных акустических приемника преломленных про дольных и поперечных волн, размещен- ньк в секторе прохождения продольных и поперечных волн, соответственно.

3.Устройство поп,2,отличаю- щ е е с я тем,что в него введены пять акустических волноводов,расположенных в секторах распространения излученных , отраженных и преломленных волн.

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для применения в качестве первичного преобразователя вибросейсмичес ких сигналов, а также может быть использовано в телеизмерительной аппа- :ратуре общепромьшшеиного назначения, предназначенной для регистрации ме- |ханических величин.

Цель изобретения - повьппение точ ности.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство для измерения механических величин.

Устройство содержит упругий элемент 1 с двумя силопередающими пластинами 2, размещенными на противоположных опорных поверхностях напряженной зоны упругого элемента 1. По одну сторону от силопередающих пластин 2 на свободной поверхности упругого элемента 1 размещен излуча;- тель 3 и два приемника 4 и 5 продольных и поперечных акустических волн соответственно, которые расположены в секторах их прохождения под заданными углами относительно оси излучателя 3. Устройство имеет два дифференциальных акустических приемника 6 и 7, размещенных в секторах прохождения преломленных продольных и поперечных акустических волн соответственно. Устройство содержит пять акустических волноводов, в том числе три односекционных и два двухсекционных 11,12 и 13,14, размещенных в секторах распространения излученных, отраженньщ

4„ Устройство по п. 3, отличающееся тем, что в него введены сумматор и усилитель-с тремя входами, выходы отраженных акустических волн подключены к входу сумматора, одна пара выходов дифференци-, альных приемников преломленных акустических волн соединена между собой, вторая пара подключена к двуг- входам усилителя, а сумматора .подключен к третьему входу усилителя.

и преломленных акустических волн соответственно. Устройство снабжено усилителем 15 с тремя входами и сумматором 16, Выходы приемников 4 и 5 отраженных акустических волн подключены к входу сумматора 16, одна пара выходов- дифференциальных приемников 6 и 7 преломленных акустических волн соединена между собой, а вто

рая пара подключена.к двум входам

усилителя 15. Выход сумматора 16 подключен к третьему входу усилителя 15.

Устройство для измерения механи-. ческих величин работает следующим обарзом.

При отсутствии измеряемого механического воздействия F на сило- передающих пластинах 2 возбуждается излучателем 3 акустическая волна и без преломления поступает вдоль оси. излучателя АОЕ на дифференциальный приемник 6, Вследствие того, что максимум интенсивности акустического луча АОЕ в этом случае совпадает с. центром приемника 6, амплитуда сигнала на его выходе равна нулю. Также равны нулю сигналы на выходах приемников 4,5 и 7. В связи с этим на выходах усилителя 15 и сумматора 16 амплитуда сигналов также равна нулю.

При подаче измеряемого воздействия F на силопередающие пластины 2 за счет звукоупругого эффекта скорость звука в напряженной зоне упругого элемента 1 изменяется на чину, пропорциональную величине этого, воздействия, что приводит к изменению акустического импеданса напряженной зоны и, как следствие, к частичному отражению возбужденного излучателем 3 акустического луча АО в направлении приемника 4 (луч ОБ). Ввиду того,что амплитуда отраженного луча ОВ зайисит от разности акустических импендансов напряженной и ненапряженной зон упругого элемента 1, амплитуда выходного сигнала приемника А пропорциональна величине измеряемого воздействия F. Остальная часть мощности акустического луча АО поступает на приемник 6, При этом максимум интенсивности преломленного луча ОД смещается с центра приемника 6 и на его выходе появляется сигнал, пропорциональный по амплитуде величине измеряемого воздействия. Однако вследствие неупругого рассеяния акустической волны в напряженной зоне упругого элемента 1 часть ее энергии преобразуется в, например, поперечные волны: отраженную ОС и преломленную OF. Это вызывает паразитную модуляцию интенсивности продольной отраженной ОВ и преломленной ОД акустической волны, что ухудшает точность устройства. Паразитная модуляция устраняется путем

Редактор С. Лисина

Составитель В. Годзиковский

Техред И.Асталош Корректор Е. Рошко

Заказ 8517/42Тираж 896Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород,-ул. Проектная, 4,

2049754

применения дополнительного измерения амплитуды неупруго рассеянных волн приемниками 5 и 7 с последующим суммированием их выходных сигналов 5 с сигналами приемников 4 и 6 продольных волн соответственно сумматором 16 и на входе усилителя 15. Подключение выхода сумматора 16 к третьему входу усилителя 15 позволяет автома10 тически регулировать его коэффициент усиления, устраняя тем самым паразитную амплитудиую модуляцию выходного сигнала приемников 6 и 7 преломленных акустических волн. Для даль-

15 нейшего повышения точности измерения в устройство введены акустические волноводы 8-14, которые позволяют уменьшить рассеяние акустической энергии в теле упругого элемента 1,

20 обусловленное неидеальной диаграммой направленности излучателя 3, и, тем самым,увеличить амплитуду выходных сигналов акустических приемников устройства.

25 Таким образом, путем дополнительного измерения и уменьшения рассеяния отраженных, преломленных и неуп- ругорассеянных акустических волн в предлагаемом устройстве для измере30 ния механических величин повышается точность измерения.