Электрокинетический акселерометр линейных ускорений Советский патент 1986 года по МПК G01P15/08 

в торцах камер установлены вялые мембраны 3, с центрами которых связана инерционная масса в виде твердого тела 8 с регулятором плотности 9. Под действием постоянной составляющей измеряемого ускорения электрокинетическая жидкость 5 стекает в одну из камер и г икронасосом

12101Q2

перекачивается через пористую перегородку в другую камеру, что приводит к появлению электрического сигнала на электродах 6. Упругий сильфон 9 с термочувствительным стержнем 10 компенсирует влияние температуры на среднюю плотность сейсмической массы, 1 ил.

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для намерения линейных ускорений при больших амплитудах перемещений, и может быть использовано в сейсмологии, океанологии, навигации и в различных областях техники,

Цель изобретения - расширение измеряемого диапазона частот динамических воздействий путем снижения нижней граничной частоты.

На чертеже представлено схематическое изображение акселерометра.

Электрокинетический акселерометр линейных ускоре няй содержит хонтей- нер 15 в котором установлены мембрак ная электрокинетичсская ячейка (ЭКЯ), состоящая из корпуса 2, огра- ниченного с торцовых сторон аяльши. мембранами 3 и разделенного преобразующей пористой перегородкой (ППП) 4 на две камеры, заполненные злектро- кинетической жидкостью 5, и электродов 6 с обеих сторон ППП, соединенных- с регистрирующим устройством 7, присоединенную инepu oннyю (сейсмическую) массу в виде тяжелого тела 8 с элементом изменения средней плот- кости сейсмической массы, состоящего из упругого сильфона 9,. подягатого 7 е мочувствительным стержнем 10 и винтом 11, погруженных в ж.идкость. 12 залитую .в контейнер 1,. причем плот- кость жидкости незначительно отлнча ется от средней плотности сейсмической массы, в состав которой кроме тяжелого тела 8 входят масса жидкости в камерах ЭКЯ и элементы конструкции j соединяющие тяжелое -тело с камерами ЭКЯ, поршни 13 с жестким элементом 14 и подшипники 15 качения, связывающие инерционную массу 8 соответ ственно с :мембранами 3 ЭКЯ и корпусом;

1, злектроосмотический микронасос 16, соединенньш гидропроводом 17 с камерами ЭКЯ в замкнутый гидравлический контур и подключенный к блоку 18

управления, и термокомпенсирующую . меру 19. Блок 18 управления содержит конечньй выключатель 20.

Регулировка средней плотности сейсмической массы осуществляется

изменением объема сильфона 9 винтом 11.

Акселерометр работает следующим образом.

При действии продольной составляюDJ,eй ускорения контейнер 1 и прикрепленная к нему жестко преобразующая пористая перегородка 4 ЭЮТ стремятся лераместиться относительно сейсмической массы,, состоящей из массы

идкости 5, массы тяжелого тела 8, массы поршня 13 и массы элемента 14. В результате этого происходит тече- ние электрокинетической жидкости через поры перегородки 4, что приводит к появлению электрического сигн-ала на торцах перегородки и соответственно на электродах 6, с которых сигнал подводится к регистрируюему устройству 7. Под действием незначительной постоянной силы, определяемой разностью сил тяжести сейсмической массы и ;.рхимедовой силы, выталкивающей сей- смтгческую массу, погруженную в жидкость 12 я также постоянной состав--. яющей измеряемого ускорения электрокинетическая жидкость 5 через некоторое время перетечет в одну из камер ЭКЯ:, например в нижнюю, и мембраны 3 установятся в крайнее нерабочее положение.

При этом срабатывает конечный ыключатель 20 блока 18 управления и

-312

bia электроды электроосмотического микронасоса 16 подается постоянное напряжение такой полярности, чтобы микронасос перекачивал электрокине- . тическую жидкость 5 из нижней камеры ЭКЯ в верхнюю. Спустя не которое время, необходимое для перекачки, например, половины переменного объема жидкости 5, блок 18 управления отключает микронасос.

Максимальный переменный объем электрокинетической жидкости 5, перетекающей из одной камеры ЭКЯ в другу определяется площадью и ходом вяльк мембран.

После перекачки заданного объема жидкости, т.е. приведения сейсмической массы в исходное положение, акселерометр вновь готов измерять ускорения. Таким образом, конструкция акселерометра является многократного циклического действия.

Подшипники 15 качения уменьшают трение между стенкой контейнера 1 и тяжелым телом 8, влияющее на их относительное движение. Трение возратает при появлении поперечной сос- тавляюгаей ускорения.

Упругий сильфон 9 с поджимающим его термочувствительным стержнем 10 компенсирует влияние температуры на среднюю плотность сейсмической массы Термочувствительный стержень 10 выполняется таким образом, чтобы изменение его длины и соответственно объема сильфона 9 поддерживало постоянным соотношение между средней плотностью сейсмической массы и плотностью жидкости 12 в диапазоне окружающих теьшератур. Термокомпенсирую- щая камера 19 компенсирует объемное

Редактор А. Козориз Заказ 513/53

Составитель Е. Баринов

Техред Т.Тулик . КорректорО. Луговая

Тираж 778Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, :-п. Проектная, 4

024

изменение жидкости 12, залитой в контейнер 1, при изменении температуры окружающей среды.

Формула изобретения

Электрический акселерометр линейных ускорений, содержащий контейнер с установленной в нем электрокинетической ячейкой, вьшолненной в виде двух камер, разделенных преобразующей перегородкой, в торцах которых установлены мембраны, а также выполненную в виде твердого тела инерционную массу, жестко связанную с центрами мембран, отличающийся тем, что, с целью расширения измеряемого диапазона частот динамических воздействий путем снижения нижней граничной частоты, в него введены рабочая жидкость, которой заполнен внутренний объем контейнера, регулятор плотности инерционной массы, сигнализатор уровня с блоком управления и электроосмотический на- сос, соединенный с блоком управления и гидравлически связанньгй с обеими камерами электрокинетической ячейки, при этом сигнализатор уровня сре динен с центрами мембран, а регулятор плотности инерционной массы выполнен в виде сильфона, снабженного регулятором изменения его объема, и установлен на инерционной массе, причем отношение плотности инерционной массы к плотности рабочей жидкости отличается- от единицы на величину не менее 0,001,-а мембраны электро- кинети(еской ячейки -выполнены в виде вялых мембран с жестким центром.

Изобретение может быть использовано для измерения линейных ускорений при бол.ьших амплитудах пе ремещений в сейсмологии, океанологии, навигации. Целью изобретения является расширение измеряемого диапазона частот динамических воздействий путем снижения нижней граничной частоты. В контейнере 1 установлены две камеры с общей преобразующей пористой перегородкой 4 с электродами 6 с обеих сторон. rJK IsD