Устройство для измерения механических величин

Авторы патента:

G01L1/10 - путем измерения изменений частоты колебания напряженных элементов, например натянутых струн (с помощью резисторных тензометров G01L 1/22)

G01L1 - Измерение силы или механического напряжения вообще (измерение силы удара G01L 5/00; измерение давления жидкостей и газов G01L 7/00-G01L 27/00; измерение деформации твердых тел в результате напряжения с использованием измерительных приборов G01B)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, содержащее упругий элемент с размещенными на его поверхности излучателем и приемником акустических волн, отличающееся тем, что, с целью одновременного повьшения чувствительности и отношения выходной сигнал/шум, в него введены три приемника акустических волн и акустическая линза, размещенная между излучателем и приемниками акустических волн, причем центры приемников расположены в вершинах прямоугольника , центр которого совпадает с фокусом акустической линзы. (Л ;о 00 со ;& СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (72) М.С.Хлыстунов (53) 531.781(088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (2 1) 35 38055/2 4-1 0 (22) 06.01. 83 (46) 15. 12. 85. Бюл. № 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (56) Патент США № 3863497, кл. С 01 Н 1/00, G 01 P 15/00, опублик. 1975.

Патент США ¹ 3888115, кл. G 01 В 7/16, С 01 1 1/10, опублик. 1975.

„„SU„„1198395 A (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, содержащее упругий элемент с размещенными на его поверхности излучателем и приемником акустических волн, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью одновременного повышения чувствительности и отношения выходной сигнал/шум, в него введены три приемника акустических волн и акустическая линза, размещенная между излучателем и приемниками акустических волн, причем центры приемников расположены в вершинах прямоугольника, центр которого совпадает с фокусом акустической линзы.

1 198395

Составитель В. Годзиковский

Редактор N. Петрова Техред Ж. Кастелевич Корректор M. Максимишинец!

Заказ 7713/42 Тираж 896 Подписное

Ф д ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для первичного преобразования вибросейсмических сигналов, а также может быть использовано в телеизмерительной аппаратуре общепромьппленного назначения, предназначенной для регистрации механических величин.

Цель изобретения вЂ” одновременное повышение чувствительности и отношения выходной сигнал/шум.

На чертеже изображен вариант конструктивного выполнения устройства для измерения механических величин.

Устройство содержит упругий элемент 1, излучатель 2 и четыре приемника 3„ 4, 5 и б акустических волн, расположенных в вершинах четырехугольника, например прямоугольника, центр которого совпадает с фокусом акустической линзы 7. Последняя размещена между излучателем 2 и прием" ником 3-6 акустических волн.

Устройство для измерения механических величин работает следующим образом.

При отсутствии измеряемого механического воздействия Р на свободных гранях упругого элемента 1 акустические волны, излучаемые излучателем

2, например акустические лучи Ь и С поступают на акустическую линзу 7 и

1 концентрируются ею в фокусе F.,Так как приемники 3-6 расположены симметрично относительно главной оси

ДЯ и фокуса P линзы 7, то распределение амплитуд акустической волны на приемниках будет также симметрич% ным. В связи с этим выходные сигналы этих приемников будут равными по

5 амплитуде, а при" дифференциальном включении приемников 3 и 4, 5 и 6 их разностные сигналы будут равны нулю.

Если измеряемое механическое

10 воздействие р отлично от нуля, то тогда изменяются под действием Р радиусы кривизны К„ и Rg линзы 7.

В этом случае фокус линзы F сместится вдоль главной оси МЯ, например, 15 в точку F, в результате чего симметрия распределения амплитуд акустической волны на приемниках относительно главной фокальной плоскости нарушится. Поэтому концентрация

20 акустических лучей, а следовательно, и амплитуда волны на приемниках

3 и 5 будет вьппе, чем на приемниках

4 и 6. Тогда при дифференциальном включении приемников 3 и 4, 5 н 6

25 на выходах приемников появится разностный сигнал, пропорциональный величине измеряемого механического воздействия.

Таким образом, при установленном

30 уровне собственных шумов устройства за счет фокусировки акустической энергии на приемниках будет иметь место увеличение отношения выходной сигнал/шум вследствие роста амплитуды выходного сигнала, а следовательно, его крутизны преобразования или чувствительности.