УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ Советский патент 1973 года по МПК G01H1/00 G01P15/08 

I

Изобретение относится к измерительной технике.

Известны устройства для измерения механических колебаний, содержащие корпус, разделенный пористой перегородкой с токосъемными элементами на две камеры, заполненные полярной жидкостью.

Изобретение позволяет повысить чувствительность устройства в диапазоне низких и инфранизких частот за счет того, что в корпусе выполнен сквозной, проходящий через пористую перегородку н соединяющий обе камеры канал, заполненный тяжелой жидкостью, например ртутью, и закрытый с обеих сторон упругими элементами. Торцовые стенки корпуса сделаны жесткими.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство для измерения кинематических параметров механических колебаний состоит из корпуса }, который разделен пористой перегородкой 2 с токосъемными элементами 3 на две камеры, торцевых жестких стенок 4, упругих элементов 5, закрывающих сквозной, соединяющий обе камеры, канал 6. Камеры заполнены полярной жидкостью (например, спиртом, ацетоном), а канал - тяжелой жидкостью (например, ртутью), являющейся инерционной массой. Токосъемными элементами 3 служат диски из тонкой сетки, изготовленной из нейтрального по отнощению к полярной жидкости металла. В качестве упругих элементов 5 могут служить мембраны, изготовленные из металла, нейтрального к полярной жидкости, или резины с фторопластовым покрытием, улучщающим метрологические свойства. В качестве пористой перегородки 2 можно использовать пористую керамику, пористый фарфор, пористое стекло, пористый

фторопласт и другие материалы, имеющие высокую эффект вную пористость, однородность пор по величине их радиуса и достаточно высокий электрокинетический потенциал с выбранной полярной жидкостью.

Устройство для измерения кинематических параметров механических колебаний (например, ускорения) работает следующим образом. При измерении механических колебаний

давление Я t на упругом элементе, возникающее от действующего ускорения / (/) вдоль устройства, будет равно

P(l) i(f)fH,(1)

где / (t) - действующее ускорение измеряемого механического колебания; р - плотность тяжелой л идкости

(инерционной массы); Н - расстояние между упругими элементами. Этому давлению противодействует давление полярной жидкости, возникающее под воздействием того же ускорения / (t). P(f) l(t)i.H,(2) где р - плотность полярной жидкости. Таким образом, перепад давления по сторонам перегородки (без учета влияния упругих элементов и гидравлического сопротивления пористой перегородки), под действием которого полярная жидкость перетекает через пористую перегородку, равен ДЯ()./(0/().(3) При этом потенциал течения на выходе предлагаемого устройства определяется выражением j(t}H(±f) где / - высота столба полярной жидкости в известном устройстве. Так как лри одних и тех же продольных габаритах известного и предлагаемого устройств Нх1, то Так, например, для ртути и этилового спирта это отношение равно 16. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить чувствительность в 16 раз без увеличения длины устройства или в случае сохранения номинальной чувствительности в п раз уменьшить длину, что очень важно при создании миниатюрных измерительных устройств. Другим преимушеством предлагаемого устройства является уменьшение квазичастоты жидкостного инерционного элемента до сотых долей герца за счет выбора массы инерционного элемента, коэффициента упругости мембраны, массы полярной жидкости, гидравлического сопротивления пористой перегородки и величины отношения поперечных сечений широкой и узкой частей канала и отношения их длищ1. Объем , заполняемых полярной жидкостью, может изменяться в соответствии с требованиями за счет изменения занятости их внутреннего объема материалом корпуса. Кроме того, предлагаемое устройство малочувствительно к поперечным вибрациям, так как инерционная масса движется лишь вдоль оси устройства. Предмет изобретения Устройство для измерения механических колебаний, содержашее корпус, разделенный пористой перегородкой с токосъемными элементами па две ка-меры, заполненные полярной жидкостью, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности в диапазоне низких и инфранизких частот, в корпусе выполнен сквозной, проходяший через пористую перегородку и соединяющий обе камеры канал, заполненный тяжелой жидкостью, например ртутью, и закрытый с обеих сторон упругими элементами, а торцевые стенки корпуса выполнены жесткими.