Вибродатчик Советский патент 1992 года по МПК G01H11/02 

Изобретение относится к области вибрации и может использоваться для измерения виброперемещений различных объектов.

Известен вибродатчик, содержащий инерционный и упругие элементы, осветитель с оптической системой и фоторезисторы, включенные в дифференциальную мостовую схему, инерционный элемент выполнен в виде пустотелого цилиндра с боко- выми прорезями, расположенными в диаметрально противоположных точках по оси, проходящей через центры осветителя и фоторезисторов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и получаемому результату является вибродатчик содержащий корпус, установленный в корпусе

упругий подвес, закрепленный на упругом подвесе инерционный элемент и фотоэлектрический преобразователь перемещений инерционного элемента относительно корпуса, выполненный в виде осветителя, двух включенных в мостовую измерительную схему светочувствительных элементов и светового модулятора. Вибродатчик снабжен регулируемым источником питания, инерционный элемент выполнен в виде заполненной ферромагнитной жидкостью камеры из электроизоляционного материала, закрытой сверху и снизу полюсами С-образно- го магнитоп ровода с размещенной на нем обмоткой возбуждения, подключенной к регулируемому источнику питания, и с отверстием в верхнем полюсе, упругий подвес выполнен в виде размещенной в среднем

XI XI 00 СЛ 4Sb

со

горизонтальном сечении камеры плоской пружины, свободно закрепленной концами в стенках камеры и связанной с корпусом посредством штока, проходящего через отверстие в верхнем полюсе магнитопровода, осветитель фотоэлектрического преобразователя выполнен в виде нанесенного на участок наружной поверхности стенки камеры слоя люминофора, камера снабжена кронштейном для размещения светочувствительных элементов, а световой модулятор выполнен в виде шторки с щелью, закрепленной на корпусе.

Цель изобретения - повышение точности за счет регулирования жесткости упругого подвеса.

На фиг. 1 изображена конструкция вибродатчика, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вид В на фиг. 1, фрагмент; на фиг. 5 - принципиальная электрическая схема фотоэлектрического преобразователя вибродатчика.

Вибродатчик состоит из механической и электрической частей.

Механическая часть (фиг. 1-4) содержит непрозрачный корпус 1.внутри которого размещен инерционный элемент 2, установленный на упругом подвесе, выполненном в виде двух идентичных цилиндрических пружин 3 и 4, закрепленных одними концами на корпусе 1, а другими концами контактирующих с противоположными торцами инерционного элемента 2 посредством фигурных опорных гаек 5 и 6, Гайки 5 и 6 соответственно имеют на своих гранях пазы (проточки) 7, посредством которых ориентируются направляющими 8 с возможностью синхронного плоскопараллельного перемещения относительно инерционного элемента 2 и изменения тем самым жесткости пружин 3 и 4 путем их продольной деформации. На инерционном элементе 2 выполнено осевое отверстие, в котором соосно с пружинами 3 и 4 укреплен с возможностью вращения приводной винт 9, застопоренный в осевом направлении посредством находящегося в его средней части кольцевого паза 10 и подвижно взаимодействующего с ним стопорного стержня 11. Приводной винт 9 на концах имеет два участка 12 и 13с взаимно проти- воходовой резьбой, расположенных симметрично относительно середины инерционного элемента 2, на которые навинчены гайки 5 и 6.

Вибродатчик имеет узел для отсчета величины жесткости пружин 3 и 4, выполненный в виде круговой шкалы 14 на наружной поверхности корпуса 1 и указателя 15 на

головке (например, со шлицем) приводного винта 9, расположенной в отверстии стенки корпуса, и фотоэлектрический преобразователь перемещений инерционного элемента

2 относительно корпуса, выполненный в виде осветителя 16, представляющего собой нанесенный на наружную поверхность инерционного элемента слой люминофора, двух светочувствительных элементов в виде

0 идентичных фоторезисторов 17 (17i и 17i), размещенных на кронштейне 18, и светового модулятора, выполненного в виде шторки 19 с щелью (окном) 20. Осветитель 16, шторка 19 и фоторезисторы 17 расположены в

5 параллельных плоскостях, причем последние установлены вертикально встык, а нижняя и верхняя кромки щели 20 совмещены в п роекции с серединами высот светочувствительных площадок фоторезисторов 17ч и

0 . Приливы кронштейна 18 расположены в центрирующих направляющих 21 в нижней части шторки 19. В целом вся подвижная система вибродатчика динамически сбалансирована,

5Электрическая часть вибродатчика (фиг.

5) содержит мостовую измерител ьную схему 22 с фоторезисторами 17 (17т и 172) в смежных активных плечах и резисторами 23 (23т и 232) в смежных пассивных плечах. Вход0 ная диагональ мостовой схемы 22 подключена к источнику 24 питания постоянным напряжением, а ее выходная диагональ соединена с индикатором 25. сочетающим в себе одновременно функции интегратора

5 (фильтра нижних частот) и регистратора, например, с прибором магнитоэлектрической системы.

Вибродатчик работает следующим образом.

0Корпус 1 крепится на исследуемом объекте и, исходя из его предполагаемой частотной характеристики, производится регулирование жесткости пружин 3 и 4 до достижения в данном случае оптимального

5 значения. Для этого путем соответствующего вращения приводного винта 9 за счет сочленения его участков 12 и 13 с гайками 5 и 6 осуществляется синхронное плоскопараллельное перемещение последних в нуж0 ныеположенияотносительно

противоположных торцов инерционного элемента 2, что тем самым предопределяет надлежащую продольную деформацию пружин 3 и 4, равно их жесткость, величина

5 которой контролируется с помощью круговой шкалы 14 и указателя 15. Затем соответственно коммутируется электрическая часть вибродатчика.

При колебании исследуемого объекта по закону X (t) вместе с ним также колеблется корпус 1 со шторкой 19, при этом инерционный элемент 2 с кронштейном 18 за счет подбора оптимального сочетания их массы и жесткости упругой подвески для данной частоты остается на месте, отчего фоторезисторы 17 находятся в стационарном положении. На стороне инерционного элемента с осветителем 16, обращенной к фоторезисторам, формируется световой поток постоянной освещенности, который модулируется при прохождении через щель 20 и в таком виде падает на светочувствительные площадки фоторезисторов. Это приводит к пропорциональным изменениям величин сопротивлений последних, причем противофазно у соседних фоторезисторов в их вертикальном ряду, например:

Rl707 X(t) R (t), где R - среднее значение сопротивления фоторезистора (при освещении половины светочувствительной площадки), когда X(t)

0;

(т)- изменение приращения сопротивления фоторезистора.

Ввиду того, что мостовая измерительная схема 22 запитывается постоянным напряжением от источника 24. на ее выходе получаем электрический сигнал, пропорциональный закону X(t) исследуемого колебания, который поступает в индикатор 25

й

Формула изобретения Вибродатчик, содержащий корпус, размещенный в корпусе упругий подвес, закрепленный на подвесе цилиндрический

й

инерционный элемент с закрепленным на нем кронштейном и преобразователь вибраций инерционного элемента, выполненный в виде слоя люминофора, нанесенного

5 на наружную поверхность инерционного элемента, размещенных на кронштейне двух дифференциально включенных в мостовую измерительную схему светочувствительных элементов и закрепленной на

10 корпусе в зазоре между инерционным элементом и кронштейном светомодулирую- щей шторки со щелью , отличающий с- я тем, что, с целью повышения точности путем регулирования жесткости упругого

15 подвеса, он снабжен регулировочной винтовой передачей и стопорным стержнем, вин- товая передача выполнена в виде застопоренного в осевом направлении регулировочного приводного винта, в средней

20 части которого имеется кольцевой паз, а на концах - симметричные участки с взаимно противоходовой резьбой, и навинченных на эти участки фигурных опорных гаек, установленных с возможностью осевого пере25 мещения вдоль них, упругий элемент выполнен в виде двух идентичных цилиндрических пружин, закрепленных одними концами на корпусе, а другими контактирующих с соответствующими опорными гайка30 ми винтовой передачи, а в инерционном элементе выполнены осевое отверстие для прохождения приводного винта и радиальное отверстие для прохождения стопорного стержня, расположенное в его средней час- 35 ти.

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точности вибродатчика за счет обеспечения возможности регулирования жесткости подвеса инерционного элемента. Вибродатчик снабжен винтовой передачей, содержащей регулировочный винт, выполненный в виде стержня, на концах которого имеются участки со взаимно противоходовой резьбой, а в средней части выполнен кольцевой паз, и фигурных гаек, навинченных на него. Регулировочный винт размещен в осевом отверстии инерционного элемента и фиксируется в нем с помощью стержневого стопора, размещенного в радиальном отверстии инерционного элемента и взаимодействующего с кольцевым пазом. В фигурные гайки упираются одними своими концами цилиндрические пружины упругого подвеса, которые другими своими концами закреплены на корпусе вибродатчика. При вращении регулировочного винта фигурные гайки перемещаются вдоль него и сжимают пружины подвеса, изменяя их жесткость. Вибрации инерционного элемента контролируются с помощью фотопреобразователя. 5 ил. сл с

8

Ґ f6 0j

Фиг.1 Г

4