Пьезоэлектрический датчик импульсных давлений

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для регистрации импульсных давлений и усилий в твердых телах и направлено на повышение точности и удобства эксплуатаций. Устройство содержит упругий элемент 1 в виде стержня с коническим выступом 2, пазом 3, винтом 4 и стягивающей гайкой 5, а также расположенный кооксиально стержню силопередающий элемент 6 в виде трубки с опорным фланцем 7. Пьезочувствительный элемент 8 закреплен внутри паза 3 на его ближней по отношению к источнику давления плоскости и имеет демпфер 9. Электрические выводы 11 проложены в отверстии 12. При помощи гайки 5 осуществляют беззазорное соединение стержня и трубки с деталью. Экранирование паразитных колебаний осуществляется воздушным зазором между стержнем и трубкой, а также защитной прокладкой 10. Имеется возможность перемещения датчика по высоте для выбора наиболее информативной зоны измерения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„I 527527 (51)4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I !

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

r1PH ГКНТ СССР (21) 4255505/24-10 (22) 03.06.87 (46) 07.12.89. Бюл, Р 45 (7 1) Научно-производственное обединение по кузнечно-прессовому оборудованию и гибким производственным системам для обработки давлением "ЭНИКмаш" (72) В.А. Гречишкин, С.И.Доровская, С.Н.Черняев и Э.В.Широков (53) 531,787 (088.8) (56) Патент Великобритании Р 1065401, кл. G 1 N, 1965.

Авторское свидетельство СССР

1059456, кл. G 01 L 9/08, 1982.

2 (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИ ВСКИЙ ДАТЧИК НМПУЛЬСН)1Х ДАВЛРНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройс-.вам для регистрации импульсных давлений и усилий в твердых телах и направлено на повышение точности и удобства эксплуатаций. Устройство содержит упругий элемент 1 в виде стержня с коническим выступам 2, пазом 3, винтом 4 и стягиваюшей гайкой

5, а так же расположенный коаксиально стержню силопередаюший элемент 6 в виде трубки с опорным сланцем 7. 1527527

Пьезочувствительный элемент 8 закреплен внутри паза 3 на его ближней поотношении к источнику давления плоскости и имеет демпфер 9. Электрические выводы 11 проложены в отверстии 12. При помощи гайки 5 осуществляют беззазорное соединение стержня и

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частности к устройствам для регистрации импульсных давлений в твердых телах конечных 15 размеров, например внутри металлических цеталей машин и механизмов.

Целью изобретения является повышение точности измерений и удобства эксплуатации. 20

На фиг.1 показана конструкция предлагаемого датчика; на фиг.2 — разрез

А-А на фиг.1.

Пьезоэлектрический датчик содержит упругий элемент 1 в виде цилиндричес- 25 кого стержня с коническим выступом 2 со стороны продольного паза 3 и винтом 4 со стягивающей гайкой 5 с противоположной стороны,силопередающий элемент 6 в виде трубки с прорезями вдоль образующей с одной стороны (не показаны) и опорным фланцем 7 с другой, пьезоэлемент 8, прикрепленный к близкой по отношению к источнику давления внутренней плоскости упругого элемента 1, демпфер 9, выполненный . в виде вязко-упругого компаунда с высоким значением коэффициента поглощения акустического сигнала, залитого в паз 3. Датчик устанавливается 40 на защитную прокладку 10 и имеет электрические выводы 11, выведенные через отверстие 12 в упругом элементе 1.

Для установки датчика в измеряемое 45 тело в нем выполняют цилиндрическое отверстие, ось которого перпендикулярна направлению распространения импульса давления (удара), и ориентируют плоскость пьезочувствительного эле-50 мента 8 также перпендикулярно направлению удара. Закрепляют датчик вращением гайки 5 на винте 4. При воздействии гайки на опорный фланец 7 происходит осевое перемещение упругого элемента 1 до поджатия его . конического выступа по образующей к внутренней поверхности силопередающего элемента 6, конец которого, трубки с деталью. Экранирование паразитных колебаний осуществляется воздушным заэором между стержнем и труб-. кой, а также защитной прокладкой 10, Имеется воэможность перемещения датчика по высоте для выбора наиболее информативной зоны измерения. 2 ил. деформируясь, прижимается к поверхности цилиндрического отверстия, выполненного в измеряемом твердом теле.

Таким образом, упругий элемент 1 соединяется беззазорно с измеряемым телом через силопередающий элемент 6 по окружности, лежащей в плоскости P.

Датчик работает следующим образом.

Ударная волна (импульс давления) в твердом теле через силопередающий элемент 6 по плоскости P изгибает консоли упругого элемента 1, к одной из которых прикреплен пьезочувствительный элемент 8, генерирующий заряд, пропорциональный величине импульса, давления. Составляющие ударной волны, находящиеся вне плоскости Р, не деформируют упругий элемент 1 из-за отсутствия с ним акустического контакта, так как между стержнем и трубкой имеются воздушный зазор и резиновая прокладка 10.

Одновременно волна деформации, прошедшая сегментную консоль, пьезоэлемент 8, демпфер 9, достигает цилиндрической и конической поверхности упругого элемента, разлагается на поперечные волны и затухает.

Для выбора наиболее информативной зоны измерения датчик может перемещаться по высоте отверстия путем ослабления и затягивания гайки 5.

Конструкция датчика обеспечивает также его оперативную смену.

Предлагаемый датчик позволяет повысить точность измерений путем беэзазорного соединение его с измеряемой деталью и устранить влияние на результаты измерений паразитных колебаний, что позволяет измерять импульсные давления и, следовательно, про- . водить техническое диагностирование деталей и узлов механизмов и машин, при их эксплуатации в режиме ударных нагрузок. формула изобретения

Пьезоэлектрический датчик импульсных давлений, содержащий упругий и

А-А

Составитель И. Невский

Редактор И. Горная Техред„Л. Сердюкова Корректор М.Шароши

Заказ 7503/47

Тираж 789

Подписное.

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 152 752 силопередающий,элементы, а так же пьезоэлемент с демпфером, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и удобства эксплуа5 тации, упругий элемент выполнен в виде стержня, снабженного винтом с гайкой на одном конце и коническим выступом на другом конце, имеющим

7 6 паэ вдоль оси, в которой закреплен пьезоэлемент, а силопередающий элемент выполнен в виде трубки с опорным фланцем и прорезями вдоль образующей, которая расположена коаксиально с зазором относительно стержня и имеет диаметр, не превышающий диаметр основания конического выступа.