Датчик колебаний Советский патент 1978 года по МПК G01V1/16 

1

Изобретение относится к приборам для измерения параметров движения, точнее к датчикам с жидкостной инерционной массой, и может быть использовано для определения скорости перемещения различных сооружений, фундаментов, деталей машин.

Известны датчики с жидкостной инерционной массой. Эти датчики содержат корпус, мембраны, жидкостную инерционную массу, преобразователь механических колебаний в электрический сигнал, например, индуктивного, трансформаторного или других типов.

Действие датчиков основано на преобразовании силы, возникающей при ускоренном движении инерционной массы, в электрический сигнал.

В одном из известных датчиков жидкость, являющаяся инерционной массой заполняет трубку с расщиренными концами, закрытыми мембранами с наклеенными на них тензодатчиками I. Датчик позволяет получить больщие давления на мембраны при относительно малом весе жидкости. Одцако этот датчик позволяет измерять лишь ускорения и с его помощью нельзя получить выходной сигнал пропорциональной скорости колебаний объекта.

В устройстве, которое содержит чувствительный элемент с жидкостной инерционной маесои, помещенной в корпусе, и электроды, корпус не имеет суженной части и поэто.му на, точности его измерений будут сказываться боковые нагрузки 2. Этот датчик предназначен для измерения малых колебаний земной коры и также не может выдавать сигнал пропорционально скорости колебаний.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик колебаний, содержащий цилиндрический корпус с суженной средней частью и с мембранам по торцам, жидкостную инерционную массу и преобразователь перемещений в электрический сигнал 3. В качестве преобразователя механических колебаний в электрический сигнал используется трансформаторный преобразователь перемещений. Выходные катущки трансформаторного преобразователя жестко связаны с корпусом, а подвижная (питающая) катущка подвешена на пружинах. Эта катушка имеет целлулоидный пузырек такой величины, что приведенный удельный вес катушки с пузырьком равен удельному весу жидкости.

При измерении вибродатчик прикрепляют к объекту. Выходные катушки вместе с корпусом следуют за колебаниями объекта, а жидкость (инерционная масса) остается неподвижной и удерживает KBTVIUKV. подвешенную

на пружинах. Сигнал, пропорциональный измеряемой величине перемещения, полученный на выходе датчика, подается на регистрирующую аппаратуру. Однако с помощью этого датчика, так же как и с помощью указанны выще устройств, нельзя получить выходной сигнал, пропорциональный скорости измеряемых перемещений.

Целью изобретения является повыщение точности измерений за счет получения выходного сигнала, пропорционального скорости перемещения.

Достигается это тем, что уширеннь1е части корпуса соединены при помощи дроссельных демпферных трубок с полостью суженной части корпуса. .

На чертеже дан датчик колебаний в разрезе.

Датчик колебаний выполнен в виде цилиндрического корпуса, состоящего из расщиренных частей 1 и суженной части 2. На наружной поверхности суженной части установлены катущки 3, а внутри - сердечник 4 преобразователя перемещения. Сердечник 4 выполнен полым из ферромагнитного материала. По торцам сердечник закрыт пробками. Удельная объемная плотность сердечника равна плотности жидкости. На наружной поверхности сердечника имеются кольцевые проточки 5, а сопрягаемые поверхности сердечника и внутренней части корпуса выполнены с высокой точностью и по высокому классу чистоты, что обеспечивает герметичное подвижное сочленение сердечник - внутренняя поверхность суженной части 2 корпуса. В расщиренных частях 1 корпуса установлены дроссельные демпферные трубки 6. Размеры трубок 6 подобраны такими, что в сочетании с вязкостью жидкости обеспечивают такое сопротивление, что перетекаемое объемное количество жидкости будет прямо пропорционально скорости движения объекта. По торцам корпус закрыт мембранами 7, закрепленными при помощи колец 8, щайб 9 и стаканов 10.

Внутри корпуса находится жидкость 11, в качестве которой может быть использована.

например, полиметилсилоксановая (ПМС) с определенной величиной вязкости.

Элементы датчика заключены в каркас 12, который включает втулку 13 и гайку 14. Для заполнения корпуса жидкостью в нем имеются отверстия, закрытые винтами 15. Для передачи сигнала служит кабель 16, выведенный через уплотнение 17. Для крепления к объекту имеется резьбовой выступ 18.

В процессе работы устройства при колебании объекта на корпус датчика действует ускорение, за счет чего жидкость перемещается относительно корпуса, при этом объемное количество жидкости, перетекаемое через дроссельные демпферные трубки 6, будет прямо пропорционально измеряемой скорости колебаний объекта.

Испытания на вибростендах образца датчика, выполненного в соответствии с изобретением, показали, что при перемещениях вплоть

до 0,5 м выходной сигнал пропорционален скорости перемещения объекта с датчиком.

Формула изобретения

Датчик колебаний, содержащий цилиндрический корпус с суженной средней частью и с мембранами по торцам, жидкостную инерционную массу и преобразователь перемещений в электрический сигнал, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерений за счет получения выходного сигнала, пропорционального скорости перемещения, ущиренные части корпуса соединены при помощи дроссельных демпферных трубок с полостью суженной части корпуса.

Источкикк инфомации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования, «Мащиностроение, М., 1965, с. 492.

2.Авторское свидетельство СССР № 230433, кл. G 01 V 1/8, 1968.

3.Нещукайтис В. В. и Валтерис С. Г.. Вибродатчик, «Измерительная техника, 1961, №6, с. 18-21. . .