Электрокинетический измеритель линейного ускорения Советский патент 1978 года по МПК G01P15/08 

но действующим ускорениям, которая приводит к ухудшению его диаграммы направленности.

Цель изобретзния - сниженле коэффициента нелинейных искажений и уменьшение поперечной чувствительности преобразователя.

Указанная цель достигается тем, что в известном электрокинетическом измерителе линейного ускорения ограничители перемещения газовых объемов выполнены в виде пористых перегородок, а полость корпуса между газовыми объемами заполнена рабочей жидкостью, при этом граница раздела жидкость - газ в порах ограничителей неремещения.

На чертеже схематически представлена конструкция предлагаемого электрокинетического измерителя лииейного ускорения.

Он содержит кориус /, внутри которого установлена преобразующая перегородка 2, разделяющая полость корпуса на две камеры. По обе стороны от перегородки установлены электроды 3. Внутри корпуса по обе стороны от перегородки расположены ограничители 4 перемещения газовых объемов 5.

Ограничители 4 перемещения газовых объемов выполнены в виде пористых перегородок с разными слоями а и |3, отличающимися друг от друга величиной среднего размера пор. Полости, лежащие между ограничителями перемещения газовых объемов, и частично поры ограничителей заполнены рабочей жидкостью 6, причем граница раздела жидкость-газ целиком лежит в порах ограничителей.

Размеры пор, а также размеры (толщипа и площадь) самих пористых перегородок выбирается от конкретного назначения преобразователя, исходя из динамического и частотного диапазонов измеряемых ускорений. В том случае, когда необходимо обеспечить высокую чувствительность преобразователя, размеры пор подбирают такими, чтобы суммарное гидравлическое сопротивление пористых перегородок было меньще гидравлического сопротивления преобразующей перегородки 2. При этом условии не происходит снижения чувствительности преобразователя к действию измеряемых продольных ускорений из-за торможения рабочей жидкости за счет трения в порах пористых -перегородок. Размеры порнстой перегородки должны соответствовать тому, чтобы при максимальных амплитудах объемного перемещения рабочей жидкости через преобразующую перегородку 2 граница раздела жидкость - газ не выходила за пределы пористой перегородки.

Пористые перегородки могут быть изготовлены как с однородной, так и с неоднородной по толщине перегородки пористой структурой.

Неоднородная пористая структура обеспечивает лучшее удержание границы раздела жидкость - газ в порах. Наиболее мелкопористые запорные слои следует располагать со стороны рабочей жидкости, которой в полости корпуса должно быть столько, чтобы граница раздела жидкость- газ (а и б) проходила в более крупнопористой части перегородки.

Преобразователь работает следующим образом.

При воздействии линейного ускорения, направленного по продольной оси преобразователя, под действием сил инерции происходит перетекание рабочей жидкости через преобразующую перегородку 2 и на электродах 3 появляется разность потенциалов, пропорциональная действующему на преобразователь ускорения. Перетекающая жидкость сжимает («растягивает) газовые объемы, которые играют роль упругих элементов, возвращающих жидкость в исходное состояние после прекращения действия ускорения.

При этом в течение всего времени действия ускорения границы раздела рабочая жидкость - газ а и б перемещаются внутри пористых перегородок. Свободные колебания границ а и б будут задемпфированы

трением жидкости о стенки пор перегородки. Несмотря на то, что рабочая жидкость не ограничена сплошными стенками, она за счет упругости газовых объемов и действия поверхностных сил надежно удерживает в

средней части пористой перегородки даже при относительно большом размере ее пор. Преимущество ограничителя перемещения с неоднородной по толщине пористой структурой по сравнению с ограничителем

с однородной структурой состоит в том, что исключается вероятность пробоя газового пузыря (объема) в жидкость даже при больщих ускорениях, сводится к минимуму влияние капиллярных сил на упругие свойства газовых объемов.

В отличие от известного преобразователя в предлагаемой конструкции продольное ускорение не вызывает появления разности уровней рабочей жидкости при наличии поперечного ускорения. Это обусловлено тем, что продольное ускорение лишь перемещает границы раздела а и б в направлении действия ускорения, причем указанные границы находятся в соответствующих пористых

перегородках. Следовательно, поперечное ускорение ие создает перепада давления на преобразующей перегородке 2 и соответственно разности потенциалов на электродах, искажающей величину выходного сигнала.

Ф о р 1М у л а изобретения

Электрокинетический измеритель линейного ускорения, содержащий корпус с жесткими торцовыми стенками, внутрь которого помещена преобразующая перегородка, разделяющая полость корпуса на две камеры, каждая из которых пмеет электроды, рабочую жидкость, газовые объемы, ограничители перемещения газовых объемов, отличающийся тем, что, с целью спиженпя коэффициента нелинейных искажений и уменьщения поперечной чувствительности преобразователя, ограничители перемещения газовых объемов выполнены в виде пористых перегородок, при этом гранида раздела жидкость-газ расположена в порах ограничителей перемещений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Касимзаде М. С. Электрокинетические преобразователи информации. М., Энергия,, 1973, с. 87.

2.Электрохимические преобразователи первичной информации, сб. М., «Мащиностроение, 1969, с. 186.