Устройство для измерения параметров механических колебаний Советский патент 1980 года по МПК G01P15/08 G01H11/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЕ ЕНИЯ Устройство относится к области измерительной техники и может быть использовано для регистрации и измерения параметров механических колебаний низкой и инфранизкой частоты, возникающих, например, при колебаниях земной коры и крупногабаритных устройств и сооружений. Для измерения переменных сигналов в области низких частот находят применение жидкостные преобразователи, основанные на принципах молекулярной злектроники и использующие преобразование потока рабочей жидкости, образова нного воздействием измеряемой величины в электрический бигнал 1 и 2. Однако они имеют заданную частоту собственных колебаний и узкий диапазон частот. Наиболее близким по технической сущности является диффузионный датчик механических воздействий 3, представлянмций собой преобразователь потока электролита в электрический сигнал расположенный в корпусе, выполненный в виде ячейки, разделенной на две ка меры перегородкой, в которой размеще ны электроды, образунхцие совместно с электролитом, заполняющим ее, окисли тельно-восстановительную систему, и

tm

ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ ограниченной мембранами, на которых установлена дополнительная инерционная масса, связанная с корпусом и укрепленная на упругом подвесе. Однако, известный преобразователь имеет ограниченный диапазон в области низких частот, обусловленный механическими параметрами прибора. Частота измеряемых величин приборов инерционного типа характеризуется величиной собственной частоты системы, которая определяется отношением коэффициента упругости - К к массе ин ерционного элемента - М: o-JWIj где fo собственная частота системы. Из этого отношения следует, что для понижения собственной частоты необходимо либо увеличивать подвижную массу системы, либо уменьшать коеффициент упругости (жесткость) ее. Эффективное влияние параметров на частоту известного датчика приводит к неприемлемому увеличению габаритов и веса прибора. Целью изобретения является расширение диапазона измерений в области низких частот. Поставленная цель достигается тем, что в ювестный диффузионный преобразователь введен закрепленный в корпусе электроосмотический преобразователь, Мембраны которого через упоры и рамку с одной стороны подпружинены к корпусу а с другой связаны с упругим подвесом диффузионного преобразователя, электроды которого через введенный функциональный блок усилителя-преобразователя подключены к электродам электроосмотического преобразователя.

Изобретение поясняется чертежом. Низкочастотный датчик содержит диффузионный преобразователь 1, представляющий собой, ячейку, ограниченную с двух сторон мембранами 2 и разделенную на две камеры перегородкой, в которой размещены электроды 3,образующие совместно с электролитом 4,запол(няющим ячейку,окислительно-восстановительную систему,закрепленный в корпусе 5,К мембранам преобразователя примыкает инерционная масса 6,к которой подсоединена пружина 7,закрепленная вторым концом к упаре 8,образующей совместно со шпильками 9 и упарой 10 рамку,подвешенную на пружине 11 для разгрузки,Преобразователь электрических сигналов в перемещение - обратный преобразователь установлен в верхней .Части корпуса и представляет собой электроосмотическую ячейку,выполненную на основе пористой перегородки 12,установленной в корпусе 13,заполненном полярной жидкостью 14,Ячейка ограничена мембранами 15 и снабжена

двумя электродами 16, --

Электроды диффузионного и электроосмотического преобразователей подключены к электронному блоку 17, который предназначен для усиления и преобразования электрического сигнала и имеет трковыводы 18 для подключения реРййтрирующего устройства. Инерционная масса дополнительно закреплена на плоских пружинах 19, предохраняющих ее от поперечных смещений Устройство работает следующим образом. При механическом воздействии инерционная масса 6, перемещаясь отко сительно корпуса прибора,воздействует на мембраны диффузионного датчика 2, в котором возникает поток электролита через перегородку, из одной камеры в другую и на электродах 3 появляется электрический сигнал, пропорциональный параметру механического движения.Электрический сигнал поступает в электронный блок и после усиления и соответствующего преобразования на электроды 16 электроосмотической ячейки.Под действием этого сигнал жидкость перетекает из одной ее каме746291

ры в другую, перемещая мембраны и упоры с рамкой, на которой закреплена пружина инерционной массы. Таким образом происходит перемещение точки крепления пружины в соответствии с перемещением инерционной массы, и, следовательно, дополнительное перемещение самой инерционной массы. В зависимости от закона,формируемого обоими преобразователями и электронным блоком, дополнительное перемеще;ние инерционной массы может быть эквивалентно уменьшению коэффициента упругости подвеса или увеличению массы колебательной системы прибора. Это изменение параметров упругой системы вызывает соответствующее уменьшение частоты .собственных колебаний устройства и,следовательно, раширяет частотный диапазон измеряемых смещений в области низких частот.

Формула изобретения

Устройство для измерения пара метров механических колебаний,содержащее закрепленный в корпусе диффузионный преобразователь механических величин в электрический сигнал, выполненный в виде ячейки, разделенной на две камеры перегородкой, в которой размещены электроды ,образующие совместно с электролитом, заполняющим ее, окислительно-во.сстановительную систему, и ограниченной мембранами, на которых установлена дополнительная инерционная масса, связанная с корпусом и укрепленная на упругом подвесе, отличающееся тем, что/ с целью, расширения диапазона измерений в области низких частот, в него введен, закрепленный в корпусе, электроосмотический преобразователь, мембраны которого через упоры и рамку с одной стороны подпружинены к корпусу., а с другой связаны с упругим подвесом диффузионного преобразователя, электрды которого через введенный функциональный блок усилителя-преобразователя подключены k электродам электроосмотического преобразователя.

Источники информации .принятые во внимание при экспертизе1.Авторское свидетельство СССР 177645, кл. G 01 М 3/00, 7.06J963.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 230433, кл, G 01 V 1/18, 24Л6.1967.

3.Авторское свидетельство СССР

№ 448766, кл. G 01 Р 15/08, 22.12Д972 (прототип) .