Вибропреобразователь Советский патент 1992 года по МПК B06B1/06 

Изобретение относится к контрольной и измерительной технике и может быть использовано для измерения вибраций в экспериментальной аэродинамике, легкой и пищевой промышленности, а также в агропромышленном комплексе,

Известен вибропреобразователь, содержащий консольно прикрепленную к основанию пластину, состоящую из двух пьезоэлементов и вторую такую же пластину жестко прикрепленную к основанию симметрично первой, при этом два пьезоэлемента различных пластин включены согласно по отношению к направлению поляризации, а два других пьезоэлемента - встречно,

Недостатками известного вибропре- обпазователя является наличие склеенных поверхностей пьезоэлементов с металлической консольной балкой. В этой конструкции возникают сдвиговые напряжения, значительный гистерезис, обусловленный неоднородностью конструкции (четыре пьезоэлемента, клей,

металлическая консоль). Кроме того, такой вибропреобразователь имеет существенные массу и габариты. Эти недостатки снижают чувствительность, точность и надежность получаемой при измерениях информации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вибропреобразователь, содержащий корпус и приемный элемент, включающий радиально поляризованную цилиндрическую трубку обращаемой торцевой частью к исследуемому объекту, с электродами на цилиндрической части и расположенного в ней электрически изолированного и поляризованного по длине пьезоэлектрического стержня с электродами на торцах.

Недостатком этого вибропреобразователя является низкая чувствительность.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

сл

с

XI

о

W

о

ю

Использование виброприемника предложенной конструкции позволяет увеличить чувствительность измерительного канала в 1,5-2 раза, точность и надежность получаемых результатов измерений на , а в отдельных наиболее сложных случаях в 2-3 раза. При этом повышается производительность труда, сокращается число экспе- JQ риментов, ускоряется выдача рекомендаций .

Поставленная цель достигается тем, что предложенный вибропреобразователь содержит монолитный пьезоэлектричес- J5 кий трубчатый элемент с радиальной поляризацией, расположенные на нем 1 электроды и контактирующий по периметру средней части указанного элемента узел крепления, но кроме того 20 узел крепления выполнен в виде призматического полукольца из жесткого диэлектрика, оппоэитно установленного с ним, упругого полукольца, контактирутановленного на опоре 1 пьезоэлемен- та 2, выполненного в виде монолитной пьезоэлектрической трубки. На внутренней поверхности трубки 2 нанесен тонкий слой серебра 3, что делает эту поверхность токопроводной. На внешней поверхности трубки 2 нанесен тонкий слой серебра в форме полуцилиндра Ц (верхняя часть трубки) и по луцилиндра 5 (нижняя часть трубки). Эти полуцилиндры электрически не связаны между собой, они разделены в горизонтальной плоскости и образуют два токосъемника

В процессе изготовления трубки 2 токосъемники b и 5 объединяют и подают на общий электрод отрицательный а на внутренний слой серебра 3 положительный полюс поляризующей батареи Происходит радиальная поляризация трубки 2.

Трубка 2 в вертикальной плоскости в своей средней части 6 укреплена на

юцих с ними металлических подпятников 25 призматическом основании 1, которое

тановленного на опоре 1 пьезоэлемен- та 2, выполненного в виде монолитной пьезоэлектрической трубки. На внутренней поверхности трубки 2 нанесен тонкий слой серебра 3, что делает эту поверхность токопроводной. На внешней поверхности трубки 2 нанесен тонкий слой серебра в форме полуцилиндра Ц (верхняя часть трубки) и полуцилиндра 5 (нижняя часть трубки). Эти полуцилиндры электрически не связаны между собой, они разделены в горизонтальной плоскости и образуют два токосъемника

В процессе изготовления трубки 2 токосъемники b и 5 объединяют и подают на общий электрод отрицательный а на внутренний слой серебра 3 положительный полюс поляризующей батареи Происходит радиальная поляризация трубки 2.

Трубка 2 в вертикальной плоскости в своей средней части 6 укреплена на

призматическом основании 1, которое

Изобретение относится к виброиспытательной технике и может быть использовано в качестве вибропреоб- разователя при контроле вибраций. Цель изобретения - повышение чувствительности за счет использования твердотельной конструкции. Последняя выполнена в виде монолитной пье- зотрубки с цилиндрическими электродами. Она закреплена по оси симметрии на призматических опорах. 1 ил.

и демпфирующей, оппозитно установленной относительно призматического полукольца -прокладки.

Предложенный вибропреобразователь обладает новизной, т.к. придает прототипу новое качество - повышает чувствительность, а также точность и надежность результатов измерений вибраций,

Это достигается за счет того, что вибропреобразователь однороден, в нем отсутствует склейка, приводящая к возникновению сдвиговых напряжений, которые создают дополнительные помехи полезному сигналу.

Предложенный вибропреобразователь имеет малый гистерезис, который обусловлен только свойствами керамики, из которой изготовлена трубка. Кроме того он обладает малым коэффициентом нелинейности, низкой боковой чувствительностью и низким пироэффектом, что обусловлено зажатием трубки в средней части в вертикальной плоскости между призматическими полукольцами из изоляционного материала и упругим прижимающим кольцом, образующим основание.

На чертеже приведена конструктивная схема предлагаемого вибропреоб- раэователя.

Вибропреобразователь предложенной,

конструкции состоит из консольно

выполнено из изоляционного материала, например, из кварцевого стекла в форме полукольца. Радиус этого полукольца на 10-15% больше внутреннего ради.уса трубки, что позволяет осуществить прилегание трубки к призме на коротком отрезке дуги окружности.

Сверху трубка прижата к полукольцу 1 спиральной пружиной 7, которая в

поперечном сечении имеет форму эллипса и дополняет полукольцо основания

Iдо полного слегка приплюснутого кольца. Зазоры между полукольцами 1

и 7 заполнены эластичным заполнителем 8, например, герметикой УТ-3.

В точках прилегания трубки 2 к призме 1 -и в точке прилегания трубки 2 к пружине 7 установлены металлические подпятники 9 и 10, которые служат для подключения проводников

IIи 12 токосъема.

На концах трубки 2 установлены вольфрамовые грузы 13 и 1, которые позволяют увеличить чувствительность вибропреобразователя.

Формула изобретения

Вибропреобразователь, содержащий монолитный пьезокерамический трубчатый элемент с радиальной поляризацией, расположенные на нем электроды и контактирующий по периметру средней части указанного элемента узел крепле517613026

ния, отличающийся тем,. ленного с им, упругого полукольца,

что, с целью повышения чувствитель-контактирующих с ними металлических

ности, узел крепления выполнен в ви-подпятников и демпфирующей,оппозитно

де призматического полукольца из жест-, установленной относительно призмати- кого диэлектрика, оппозитно установ-ческого полукольца прокладки.

Составитель Л.Новиков Редактор М.Васильева Техред М.МоргенталКорректор Л.Ливринц

Заказ 3211

Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Подписное