Емкостной сейсмодатчик Советский патент 1981 года по МПК G01V1/16 

1

Изобретение относится к электро- меканическим преобразователям и может быть использовано в акустических неразрушаквдих методах дефектоскопии для регистрации (приема) волновых процессов в твердых телах, ударные импульсы которых имеют частотный спектр до 100-200 кГц.

Известен сейсмодатчик с, емкостным преобразователем, выполненным в виде двух металлических цилиндров, причем один из них расположен внутри другого, а прокладки между цилиндрами из упругого изоляционного материала tljНедостатком этого устройства является ограниченный частотный диапазон регистрируемых сигналов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является емкостный датчик вибраций и перемещений, включающий корпус, упруго с помощью пружин соединенную с ним цилиндрическую инерционную массу и чувствительный элемент, состоящий из подвижного и неподвижного электродов, которые соответственно установлены на инерционной массе и на движущемся вместе с измеряемым объектом корпусе датчика. Действие датчика амплитуды . вибраций и перемещений основано на

свойстве инерционной массы, подвешенной на пружинах к корпусу, оставаться неподвижной при колебаниях корпуса с частотой, превышающей частоту

5 собственных колебаний инерционной

массы

Недостаток данного устройства заключается в том, что датчик имеет ограниченный частотиый диапазон и при

10 регистрации ударных импульсов, имеющих частотный спектральный состав до 100-200 кГц, сигнал сильно искажается за счет высших резонансов пружин.

Цель изобретения - устранение ис-

15 кажений при регистрации ударных импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном емкостном сейсмодатчике, содержащем корпус, упруго сое20диненную с корпусом инерционную массу с закреплениьв на ней подвижным электродом и укрепленный на корпусе неподвижный электрод, инерционная масса выполнена в виде двух усеченных

25 конусов, обращенных большими основаниями друг к другу и охваченных по линии соединения буртиком, защемленным между резиновыми кольцами, закрепленными на корпусе.

30

На чертеже приведено устройство, общий вид с част.ичным вырезом.

Емкостный датчик состоит из корпуса 1, выполненного из легкого высокопрочного металла, в котором установлена инерционная масса 2, состоящая из двух усеченных конусов, обращенных большими основаниями друг к другу и охваченныхi по линии соединения буртиком 3, защемленным между закрепленными н корпусе 1 резиновыми кольцами 4, и снабжённая по меньшему основанию одного из усеченных конусов.подвижным электродом 5, параллельно которому прикреплен к кор пусу 1 неподвижный электрод 6 через изолятор 7.

При регистрации волновых процессов корпус 1 и установленный на нем неподвижный электрод 6 перемещаются вместе с измеряемым об1 ектоМ, а инерционная масса. 2, несущая на себе подвижный электрод 5, благодаря защемлению ее буртика 3 между резиновыми кольцами 4, не обладающими высшим реэонансами, за счет сил инерции остается неподвижной, вследствие чего изменяется зазор и соответственно электрическая емкость между электродаг«1И 5 и 6. Величина зазора пропорциональна выходному сигналу датчика.

Выполнение инерционной массы в виде двух усеченных конусов, обращенных большими основаниями друг к другу, делает ее более жесткой, а собственные частоты более высркимн. Кроме того, скосы инерционной массы исключают боковое трение ее о резиновые кольца. Исключение высших резонансов пружин возможно при выполнении упругой подвески из материала, обладающего высоким внутренним демпфированием Одним из таких материгшов является пористая резина. Упругую подвеску сейсмомассы в предлагаемом датчике

можно осуществить также и с помощью гофрированной мембраны с жестким . центром. Однако датчики с закреплен ной инерционной массой в резиновых кольцах более экономичны.

Использование предлагаемого емкостного датчика в акустических неразрушак |цих методах дефектоскопии для регистрации ударных волновых процессов в твердых телах позволяет исключить искажения полезного сигнала,так как при таком исполнении сейсмомассы и упругой подвески верхняя граничная частота частотного AitanaaoHa ограничивается только резонансной частотой корпуса датчика, которая зависит 5 от материала корпуса и увеличивается с уменьшением его геометрических размеров.

Формула изобретения

Емкостный сейсмодатчик, содержащий корпус, упруго соединенную с корпусом инерционную массу с закрепленными на ней подвижным электродсм и укрепленный на корпусе неподвижный электрод, отличающийс я тем, что, с целью устранения искажений при регистрации ударных импульсов, инерционная масса выполнена в виде двух усеченных конусов, обращенных больитми основаниями друг к другу и охваченных по линии соединения буртиком, зшцемленным между резиновыми кольцги о1, закрепленными на корпусе.-Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 177104, кл. S 01 V 1/16, 1964. 0 2. Агейкий Д.И. и др. Датчики , контроля и { егулирования. М., Машиностроение, 1965, с. 546 (прототип)