Трехкомпонентный вибропреобразователь Советский патент 1979 года по МПК G01H1/04 

..1.....

Изобретение относится к виброметрии и может найти применение при измерении ортогональных составляющих пространственного колебательного движения.

Известен двухкомпонентный вибропреобразователь, содержащий корпус, в котором установлен на четырех упругих элементах инерционный элемент, и электромеханические преобразователи 1.

Однако посредством такого преобразователя нельзя измерить все ортогональные составляющие пространственной вибрации.

Наиболее близким к изобретению тю техннческой сущности и достигаемому результату является трехкомпонентный вибропреобразователь, содержащий корпус и размещенные в нем ннерционный элемент и установленные во взаимно нерпендикулярных плоскостях три группы предварительно натянутых упругих элементов и три пары электромеханических преобразователей 2.

Каждый из электромеханических преобразователей выполнен в виде биморфной пьезопластины, расположенной между инерционным элементом, выполненным в виде куба, и корпусом, и одним концом защемленной в инерционном элементе, а другим концом прикрепленной к закрепленным с натягом в корпусе двум струнам, входящим

в соответствующую группу упругих элементов.

Такой вибропреобразователь сложен по конструкции и не обладает достаточной чувствительностью. Последнее обусловлено тем, что габариты инерционного элемента (определяющие его массу) н длина рабочих участков деформации электромеханических преобразователей, работающих на изгиб, связаны обратно пропорциональной зависимостью, в то время как чувствительность вибропреобразователя пропорциональна произведению этих величин.

Целью изобретения является упрощение конструкции и новышение чувствительности трехкомпонентного вибропреобразователя.

Эта цель достигается тем, что в вибропреобразователе инерционный элемент выполнен в виде шара, каждая группа упругих элементов состоит из двух параллельных пластин, касающихся в их центре диаметрально противоположных точек инерционного элемента, а электромеханические преобразователи каждой пары расположены в центральной части стороны пластины, противоположной стороне ее касания с инерционным элементом.

На чертеже изображен предлагаемый вибропреобразователь.

Вибропреобразователь содержит корпус

1,внутри которого размещены ииерционный элемент 2 в виде шара, три группы предварительно натянутых упругих элементов 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8 и три иары электромеханических преобразователей 9 и 10, И и 12, 13 и 14.

Упругие элементы каждой группы выполнены в виде параллельных иластии, касающихся в их центре диаметрально иротиво-положиых точек инерционного элемента

2,а электромеханические преобразователи 9 и 10 или И и 12, или 13 и 14, соответствующие этой группе упругих элементов, расположепы в центральной части стороны упругого элемента, противоположной стороне ее касания с инерционным элементом 2. Корпус 1 может быть заполнен жидкостью, обладающей демпфирующими и смазывающими свойствами (например, силиконовым маслом).

При колебании корпуса 1 вибропреобразователя вдоль одной из его осей инерционный элемент 2 будет действовать силой своей инерции только на те два упругих элемента 3 и 4 или 5 и 6, или 7 и 8, которые установлены в двух параллельных плоскостях, перпендикулярных к плоскости колебаний корпуса 1. Это, в свою очередь, приведет к деформации соответственно roil пары преобразователей 9 и 10 или 11 и 12, или 13 и 14, которая установлена па этих двух упругих элементах. Деформация электромеханических преобразователей возбуждает электрический сигнал, являющийся выходным сигналом вибропреобразователя на данной оси координат. Остальные упругие элементы не подвергаются при этом действию со стороны инерционного элемента 2. В случае же пространственного колебательного движения, вектор ускорения которого не лежит ни в одном из осей координат вибронреобразователя, каждая из групп упругих элементов 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8 с установленной на ней соответственно парой преобразователей будет деформироаться только под воздействием составляюей силы инерции инерционного элемента , нерпендикулярной к плоскостям установи этой группы. В результате на выходе ибропреобразователя будут три сигнала, ропорциональные соответствующим трем оставляющим силы инерции инерциоиii.., . него элемента 2. Предварительный натяг упругих элементов: 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8 исключает отрыв инерционного элемента 2 от них в динамическом релсиме.

Предложенный вибропреобразователь прост по конструкции. Увеличение габаритов инерционного элемента 2, снособствующее увеличению чувствительности виброиреобразователя, определяется только размерами корпуса 1 и не снижает длины рабочих учасгков деформации электромеханических преобразователей, так как инерционный элемент имеет с упругими элементами 3, 4 и 5 только точечный контакт. Последнее обстоятельство способствует снижению сил трения при колебаниях инерционного элемента 2 до требуемой величины.

Заполнение корпуса жидкостью, обладающей демпфирующими и смазочным свойствами, позволяет демпфировать возможные резонансные колебания самого вибропреобразователя и исключить сухое трение инерционного элемента о упругие элементы. Это позволяет измерять параметры пространственного колебательного движения в широком диапазоне частот.

Формула изобретения

Трехкомпонентный вибропреобразователь, содержащий корпус и размещенные в нем инерционный элемент и установленные во взаимно перпендикулярных плоскостях три группы предварительно натянутых упругнх элементов и три пары электромеханических преобразователей, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения чувствительности, инерционный элемент выполнен в виде шара, каждая группа упругих элементов соетоит из двух параллельных нластин, касающихся в их центре диаметрально противоположных точек инерциоиного элемента, а электромеханические преобразователи каждой нары расположены в центральной части стороны пластины, противоположной стороне ее касания с инерционным элементом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 462089, кл. G 01Н 1/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 505900, кл. G 01Н 1/04, 1973.

гттт

N) I; г I

I

1 г 7

1,