Виброприемник

 

Виброприемник содержит полую сферу из пьезокерамики с наружным электропроводным покрытием и ртуть, размещенную в полости сферы. Виброприемник снабжен металлической сферой, укрепленной на металлическом стержне в центре полости на некотором расстоянии от ее поверхности. Объем ртути меньше объема полости. Технический результат - обеспечение измерения только вертикальной составляющей виброускорения. 1 ил., 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области виброметрии и может быть использовано в тех случаях, когда необходимо измерять только вертикальную (действующую в направлении силы тяжести) составляющую вектора ускорения вибрации.

Известна конструкция виброприемника в виде полой пьезокерамической сферы, внутренний объем которой целиком заполнен ртутью, играющей роль инерционной массы.

Этот виброприемник измеряет полную амплитуду вектора ускорения вибрации, независимо от его ориентации и направления вибрации. Однако этот виброприемник, измеряя полный вектор, не выделяет его вертикальной составляющей.

Целью настоящего изобретения является создание виброприемника, способного измерять только вертикальную составляющую вектора ускорения вибрации, при любой ориентации самого виброприемника относительно направления действия силы тяжести.

Виброприемник предлагаемой конструкции схематически изображен на чертеже.

На чертеже изображена полая пьезокерамическая сфера (1), имеющая на наружной поверхности серебряное покрытие (2). (3) - металлическая сфера, укрепленная в центре внутренней полости и имеющая электрический вывод в виде стержня, изолированного от покрытия (2). (5) - ртуть, занимающая часть внутреннего объема.

Ртуть играет роль инерционной массы и одновременно является подвижным внутренним электродом, для съема напряжения имеется металлическая сфера (3) и вывод (4).

Нижний участок сферы, "нагруженный" ртутью, принимает вертикальные вибрации и, в силу симметрии, очень мало чувствителен к горизонтальной составляющей вектора вибрации. При изменении ориентации сферы ртуть снова занимает нижнее положение и, таким образом, виброприемник всегда продолжает измерять только вертикальную составляющую вектора ускорения вибрации.

Емкость виброприемника определяется площадью соприкосновения ртутного заполнения с внутренней поверхностью сферы.

Принцип действия виброприемника был проверен на макете. Макет представлял собой пьезокерамическую сферу с патрубком. Сфера была заполяризована, после чего с внутренней поверхности сферы было снято серебро (с помощью азотной кислоты).

В патрубок была вставлена пассивная пробка с металлическим стержнем, осуществляющим контакт с ртутью, помещенной внутри сферы.

В таблице приведены результаты измерений чувствительности макета к вертикальной и горизонтальной составляющим вектора вибрации (в мВ/g).

Табл. f_Гц25 340,3113 4048 0,316080 620,5 124

Таким образом, чувствительности к измеряемой и неизмеряемой составляющим вектора вибрации различаются не менее чем на два порядка. Абсолютная величина чувствительности может быть повышена за счет применения более эффективных составов пьезокерамики. (Для макета d₃₃≤1,7·10^-6 ед CGSE).

Контрольные эксперименты, проведенные со сферами со сплошным внутренним электродом, показали, что:

а) величина чувствительности при этом мала и

б) не наблюдается существенного различия между и .

Таким образом, снятие электродов является оправданным.

Формула изобретения

Виброприемник, содержащий полую сферу из пьезокерамики с наружным электропроводным покрытием и ртуть, размещенную в полости сферы, отличающийся тем, что, с целью обеспечения измерения только вертикальной составляющей виброускорения, он снабжен металлической сферой, укрепленной на металлическом стержне в центре полости на некотором расстоянии от ее поверхности, а объем ртути меньше объема полости.

РИСУНКИ