Трехкомпонентный вибропреобразователь Советский патент 1990 года по МПК G01H1/04 

Изобретение относится к-виброметрии и может быть применено в сейсмометрии, инженерной сейсмологии и при испытании прецизионных изделий.

Цель, изобретения - упрощение конструкции, его наладки и повышение точности за счет исключения влияния упругого подвеса на пьезоэлемент.

На чертеже представлена схема трех- компонентного. вибропреобразователя.

Вибропреобразователь состоит из кубического корпуса 1, кольцевых круглых уп- ругих одинаковой толщины по всей площади мембран 2, закрепленных на гранях корпуса 1 симметрично центру его граней, кольцевых пьезоэлементов 3, закрепленных на мембранах 2 по всей площади (например, склейкой) симметрично их центрам, инерционного кубического элемента 4, расположенного в центре корпуса 1. Центры граней инерционной массы 4 прикреплены к центрам мембран 2 посредством упругого подвеса в виде струн 5. Пьезр- элементы 3 прикреплены к мембране 2 разнополяризационными сторонами для каждой пары противоположных граней кор- пуса 1.

Причем диаметр отверстия в мембране 2 выполнен по диаметру струны 5, а струна 5 к мембране 2 прикреплена с помощью, например, завязанного на струне 5 узла. Внутренний диаметр кольцевых пьезоэлементов 3 больше диаметра узла струны 5 на 1-2 мм. Кроме того, внутреннее пространство преобразователя заполнено сжатыми поролоновыми вкладышами 6.. .

Вибропреобразователь работает следующим образом.

При вибрационном движении корпуса 1 трехкомпонентного вибропреобразователя в одном из возможных направлений (направление показано стрелкой) инерцион0100 VI CJ

мая масса 4 воздействует через струны 5 на тонкие упругие мембраны 2.

Действие инерционной массы 4 на пары мембран 2, параллельных вибровоздействию, происходит через струны 5, работающие на изгиб, имеющие малую поперечную жесткость, вызывает незначительный их прогиб в одну сторону, а действие же инерционной массы 4 на пару мембран 2, перпендикулярных вибровоздействию, происходит через струны, работающие на растяжение, имеющие большую жесткость, вызывает значительный их прогиб в разные стороны. При этом возникающие заряды на парах соединенных параллельно противолежащих пьезоэлементах 3 в связи с прикреплением их к мембранам 2 разнопо- ляризационными плоскостями и изгибом в одинаковую сторону компенсируются, а в разные стороны - суммируются. Причем силовое воздействие инерционной массы 4 посредством струны 5 происходит через прогиб мембраны 2, что уменьшает погрешность измерения. Механическое крепление струн 5 к мембранам 2 с помощью узлов значительно уменьшает- боковую погрешность из-за отсутствия перекосов мембран 2 и их равномерного прогиба. Боковая чувствительность также уменьшается из-за того, что усилия струн 5 от воздействия инерционной массы 4, направленные по радиусу к мембранам 2, не передаются на чувствительные пьезоэлементы 3, так как мембраны 2 в зтом направлении являются абсолютно жесткими. Применение в предлагаемом устройстве мембран 2, вся площадь которых упругая, и увеличение площади кольцевых чувствительных пьезо- злементов 3 за счет уменьшения внутреннего диаметра (C2-Ci 1-2 мм) увеличивают чувствительность преобразователя в измеряемом направлении, соответственно меньшаются погрешности в направлениях,

перпендикулярных к вибровоздействиям. Для расширения частотного диапазона преобразователя и обеспечения оптимального демпфирования его инерционной массы 4 использованы поролоновые вкладыши б,

которые перед сборкой преобразователя предварительно сжимаются и приклеиваются одной стороной к корпусу 1, а другой стороной - к граням инерционной массы 4.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я

1.Трехкомпонентный вибропреобразователь, содержащий кубический корпус, размещенные в центрах его плоскостей мембраны с установленными на них пьезоэлементами, инерционный кубический элемент, расположенный в центре корпуса, и упругий подвес в виде струн, отличающийся тем, чтр, с целью упрощения конструкции, его наладки и повышения точности, мембраны выполнены круглыми, одинаковой толщины и упругими по всей площади, геометрические центры мембран соединены с центрами соответствующих плоскостей инерционного элемента с помощью струн упругого подвеса, а пьезоэлементы выполнены кольцевыми и закреплены на мембранах по всей их плоскости.

2.Вибропреобразователь по п.1, о т л и- чающийся тем, что, с целью расширения

частотного диапазона, внутреннее пространство между инерционным элементом и корпусом заполнено предварительно сжатым поролоном.

Изобретение относится к виброметрии и может быть применено в сейсмометрии, инженерной сейсмологии и при испытании прецизионных изделий. Целью изобретения является упрощение конструкции, его наладки и повышение точности за счет исключения влияния упругого подвеса на пьезоэлемент. Положительный эффект достигается за счет того, что упругий подвес в виде струн подсоединен с одной стороны к центру грани инерционного элемента, а с другой - к центру мембраны, к которой прикреплен пьезоэлемент. Такое соединение позволяет исключить влияние подвеса непосредственно на пьезоэлемент, увеличить площадь рабочей поверхности пьезоэлемента и упростить сборку и настройку вибропреобразователя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.