Вибродатчик Советский патент 1977 года по МПК G01V1/16 

1

РЬобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения вибраций различных соорулсе,ний, фундаментов, деталей машин, а также в сейсмометрии.

Известные вибродатчики, содер кащие корпус, заполненный демпфирующей жидкостью, и твердую инерционную массу 1, могут быть применены в стационарных условиях для измерения вибрации определенной ориентации и имеют повышенную поперечную чувствительность, что существенно снижает точность измерений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вибродатчик, содержащий корпус в виде цилиндрической трубки, суженной в средней части, с мембранами по торцам, жидкостную инерционную массу и преобразователь механических колебаннй iB электрический сигнал 2. В качестве преобразователя используется, воздушный трансформаторный датчик, выходные катущки которого жестко связаны с корпусом, а питающая катущка подвешена -на эластичных пружинах и имеет целлулоидный пузырек такой величины, что приведенный удельный вес катушки с пузырьком равен удельному весу жидкости.

Выходные катушки вместе с корпусом следуют за перемещениями объекта, а жидкость - сейсмическая масса - остается неподвилчной и удерживает катушку, закрепленную на цружинах. Модулированный сигнал, полученный на выходе датчика, демодулируется, усиливается электронной схемой и регистрируется. Суженная цилиндрическая часть корпуса вибродатчика служит для снижения поперечной чувствительности датчика, так как движение жидкости в сул енном канале происходит вдоль осп датчика. В этом вибродатчике амплитуда перемещения подвижной катушки не может превышать амплитуду измеряемых колебаний, так как подвижная катушка зстацовлена в уширенной части корпуса.

Поэтому при небольших колебаниях объекта

в датчике будет трансформироваться слабый

сигнал, для регистрации которого необходим

усилитель с высокой чувствительностью.

Для повышения чувствительности за счет

увеличения хода :иодвил;ного элемента преобразователя перемещения в предлагаемом вибродатчике на сул енной частн корпуса размещены катушки индуктивности преобразователя перемещения, а внутри этой части размещей полый сердечник из ферромагнитного материала, закрытый пробками, у которого приведенный удельный вес равен удельному весу л идкости. На чертеже иоказан описываемый вибродатчик, содерл ащий цилиндрический корпус, состоящий из нижней и верхней частей 1 большего диаметра и суженной средней части 2 из диэлектрического материала, на которой размещены .катушки 3 преобразователя неремещений. Внутри суженной части кориуса установлен нустотелый цилиндрический сердечник 4 из ферромагнитного материала, закрытый нроб.ками 5. Соирягаемые поверхности суженной части корпуса и сердечника плотно прилегают друг к другу, обеспечивая при этом возможность взаимного иеремещеиия. Для уменьшения усилия на перемещение сердечника 4 по его периметру на наружной части выполнены канавки 6, заполненные специальной жидкостью, типа полиметилсилаксановой, которая одновременно герметизирует сочленение наружной поверхности сердечника с внутренней поверхностью суженной части корпуса. Сопрягаемые поверхности суженлой части корпуса и сердечника Выполнены по высокому классу точности и чистоты обработки. По краям корпус закрыт упругими мембранами 7, которые крепятся к корпусу при помощи кольца 8, прокладки 9 и стакана 10. Внутренняя полость корпуса заполнена жидкостью 11, которая является сейсмической (инерционной) массой. Таким образом, жидкость 11 и мембраны 7 соста(вляют сейсмическую систему с подвесными пружинами. Для заполнения корпуса жидкостью служат отверстия, закрытые пробками 12 в нижней и верхней частях корпуса. Выводы от катушек преобразователя осуществлены при помощи кабеля 13 через уплотнение 14. Корпус и остальные перечисленные элементы датчика помещены в каркас 15, включающий в себя втулку 16 и накидную гайку 17. При помощи резьбовой части 18 в нижней части каркаса вибродатчпк прикреплен к конструкции, перемещение которой измеряют. Известно, что объем жидкости V в цилиндрической емкости определяется из соотношения:V т., где R - радиус внутренней части; Я - высота столба жидкости. При воздействии колебаний на датчик происходит относительное смещение жидкости и корпуса. Линейное смещение в широкой и узкой частях цилиндрического корпуса будет различно и зависит от диаметров этих частей. Количество перемещаемой жидкости ЛУ в широкой и узкой частях корпуса будет одинаково, а именно для широкой части: Д V H-R для узкой части: Д1/ Д/ги/ %(3) где АЯ - смещение жидкости в широкой части корпуса, R - радиус эффективной площади мембраны, Д/1 - смещение жидкости в узкой части корпуса, г - радиус узкой части корпуса. Приравнивая правые части соотношений (2 и 3), определим смещение жидкости в узкой части корпуса: . Из соотношения (4) очевидно, что смещение жидкости в узкой части корпуса будет больше, чем смещение жидкости ДЯ в широкой части корпуса в раз. При смещении жидкости в узкой части корпуса сердечник смещается вместе с ней на одинаковую с ней величину за счет того, что исключается возможность перетекания жидкости между примыкающими поверхностями сердечника и суженной части корпуса. Смещение сердечника приводит к образованию сигнала в индуктивном преобразователе, величина которого находится в прямой зависимости от величины колебаний сердечника. Формула изобретения Вибродатчик, содержащий корпус в виде цилиндрической трубки, суженной в средней части, с мембранами но торцам, жидкостную инерционную, массу, преобразователь механических колебаний в электрический сигнал, состоящий из катушек индуктивности и сердечника, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в нем катушки индуктивности .преобразователя размещены на суженной части корпуса, выполненной из диэлектрического материала, а внутри этой части размещен полый сердечник из ферромагнитного материала с приведенным удельным весОМ, равен удельному весу жидкости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство № 231129, G 01V 1/16, 24.04.67. 2.В. В. Нешукайтис и С. Э. Валтерис. «Низкочастотный виброметр с жидкостной массой, «Измерительная технкка № 6, 1961 (прототип).

«

П

18