Пьезоэлектрический датчик импульсных давлений Советский патент 1989 года по МПК G01L9/06 

10

п

(Л

СП

ю

СП IND

Пьезочувствительный элемент 8 закреплен внутри паза 3 на его ближней по отношению к источнику давления плоскости и имеет демпфер 9. Электрические выводы 11 проложены в отверстии 12. При помощи гайки 5 осуществляют беззазорное соединение стержня и

трубки с деталью. Экранирование паразитных колебаний осу1чествляется воздушным задором между стержнем и труб-. кой, а также защитной прокладкой 10. Имеется возможность переме1чения датчика по высоте для выбора наиболее информативной зоны измерения. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для регистрации импульсных давлений и усилий в твердых телах и направлено на повышение точности и удобства эксплуатаций. Устройство содержит упругий элемент 1 в виде стержня с коническим выступом 2, пазом 3, винтом 4 и стягивающей гайкой 5, а также расположенный кооксиально стержню силопередающий элемент 6 в виде трубки с опорным фланцем 7. Пьезочувствительный элемент 8 закреплен внутри паза 3 на его ближней по отношению к источнику давления плоскости и имеет демпфер 9. Электрические выводы 11 проложены в отверстии 12. При помощи гайки 5 осуществляют беззазорное соединение стержня и трубки с деталью. Экранирование паразитных колебаний осуществляется воздушным зазором между стержнем и трубкой, а также защитной прокладкой 10. Имеется возможность перемещения датчика по высоте для выбора наиболее информативной зоны измерения. 1 ил.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике, в частности к устройствам для регистрации импульсных давлений в твердых телах конечных размеров, например внутри металлических деталей машин и механизмов.

Целью изобретения является повышение точности измерений и удобства эксплуатации.

На фиг.1 показана конструкция предлагаемого датчика; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1..

Пьезоэлектрический датчик содержит упругий элемент 1 в виде цилиндричес- кого стержня с коническим выступом 2 со стороны продольного паза 3 и винтом 4 со стягивающей гайкой 5 с противоположной стороны,силопередакшцй элемент 6 в виде трубки с прорезями вдоль образующей с одной стороны (не показаны) и опорным фланцем 7 с другой, пьезоэлемент 8, прикрепленный к близкой по отношению к источнику давления внутренней плоскости упругого элемента 1, демпфер 9, выполненный . в виде вязко-упругого компаунда с высоким значением коэффициента пог-, лощения акустического сигнала, залитого в паз 3. Датчик устанавливается на защитную прокладку 10 и имеет электрические вьшоды 11, выведенные через отверстие 12 в упругом элементе 1.

Для установки датчика в измеряемое тело в нем выполняют цилиндрическое отверстие, ось которого перп ндикуляр на направлению распространения импульса давления (удара), и ориентируют плоскость пьезочувствительного эле мента 8 также перпендикулярно направлению удара. Закрепляют датчик вращением гайки 5 на винте 4. При воздействии гайки на опорный фланец 7 происходит осевое перемещение упругого элемента 1 до поджатия его конического выступа по образующей к внутренней поверхности силопередаю- щего элемента 6, конец которого.

0

5

0

5

дс ,„ 5

0

55

деформируясь, призкимается к поверхности цилиндрического отверстия, выполненного в измеряемом твердом теле.

Таким образом, упругий элемент 1 соединяется беззазорно с измеряемым телом через силопередающий элемент 6 по окружности, лежар1ей в плоскости Р.

Датчик работает следуюрдим образом.

Ударная волна (импульс давления) в твердом теле через силопередающий элемент 6 по плоскости Р изгибает консоли упругого элемента 1, к одной из которых прикреплен пьезочувстви- тельный элемент 8, генерирующий заряд, пропорциональный величине импульса , давления. Составляющие ударной волны, находящиеся вне плоскости Р, не деформируют упругий элемент 1 из-за отсутствия с ним акустического контакта, так как между стержнем и трубкой имеются воздушный зазор и резиновая прокладка 10.

Одновременно волна деформации, прошедшая сегментную консоль, пьезоэле- мент 8, демпфер 9, достигает цилиндрической и конической поверхности упругого элемента, разлагается на поперечные волны и затухает.

Для выбора наиболее информативной зоны измерения датчик может перемещаться по высоте отверстия путем ослабления и затягивания гайки 5.

Конструкция датчика обеспечивает также его оперативную смену.

Предлагаемый датчик позволяет повысить точность измерений путем беэза- зорного соединение его с измеряемой деталью и устранить влияние на результаты измерений паразитных колебаний, что позволяет измерять импульсные давления и, следовательно, про- . водить техническое диагностирование деталей и узлов механизмов и машин , при их эксплуатации в режиме ударных нагрузок. Формула изобретения

Пьезоэлектрический датчик импульс7 ных давлений, содержащий упругий и

5152752

силопереданмций .элементы, а так же пьезоэлемент с демпфером, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и удобства эксплуатации, упругий элемент выполнен в виде стержня, снабженного винтом с гайкой на одном конце и коническим выступом на другом конце, имеющим

паз вдоль оси, в которой закреплен пьезоэлемент, а силопередающий элемент выполнен в виде трубки с опорным фланцем и прорезями вдоль образующей, которая расположена коакси- ально с зазором относительно стержня и имеет диаметр, не превьшающий диаметр основания конического выступа.

Фиг. 2