Датчик ускорений

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приспособлениям для определения уровня вибрации (в том числе объемной). Предлагается применение песочных часов, выполненных в виде двух соосно установленных в корпусе и соединенных узкой горловиной стеклянных сосудов, один из которых частично заполнен песком, в качестве датчика ускорений. Технический результат заключается в создании простого и надежного устройства, позволяющего за заданный промежуток времени определять величину перегрузки объемной вибрации от 0,5 до 5g. 2 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приспособлениям для определения уровня вибрации (в том числе объемной) за заданный промежуток времени.

При работе и перевозке сложной техники одним из факторов, влияющих на прочность и надежность узлов и механизмов, является уровень вибрации, в частности объемной. Объемная вибрация в отличие от обычной (транспортной, полетной или др.) не имеет одной линии действия перегрузки, и, как правило, вектор ее воздействия постоянно меняется и поэтому не существует четких способов измерений объемной вибрации, за исключением варианта установки большого количества датчиков перегрузки, которые измеряют каждый в своем направлении. Знание величины вибрации является не только важным, но и, как правило, определяющим при оценке надежности и прочности машин, так как вибрация является основной причиной нарушения работы машин и механизмов. Среди современных устройств измерения вибрации существует большое количество средств измерений вибрации, например, с помощью пьезоакселерометров, но все они имеют существенные недостатки, в том числе значительную сложность используемого оборудования, а также необходимость иметь постоянный источник электроэнергии.

Чаще всего необходимо знать примерную величину объемной вибрации за какой-то промежуток времени, а для этого необходимо иметь устройство, позволяющее оценивать значение этой величины.

Известен детектор вибраций, определяющий наличие вибрации в некоторой установке (патент США №4191869, МПК 2GOIP 15/02, H01H 35/14, опубл. 4 марта 1980 г.), который имеет основной корпус, монтируемый на установке, вибрации которой хотят зарегистрировать; подвижный элемент, приходящий в движение при вибрации установки, одну (или несколько) пластинчатую пружину, прикрепляемую одной частью к корпусу детектора, а второй частью упираемую в подвижный элемент под углом, отличным от прямого утла, для удержания этого элемента. При этом подвижный элемент может перемещаться в первом направлении, а указанный угол упора все больше отклоняться от прямого угла при скольжении части подвижного элемента по второй части пружины. При вибрации подвижный элемент перемещается и замыкает конечный выключатель.

Известен детектор аварийной ситуации (патент Германии №4118500, МПК G01P 15/08, 1/14, G07C 5/08, опубл. 10 декабря 1992 г.), в котором уложенные и пронумерованные в одной магазинной камере инерционные элементы в форме шариков при заданных (настроенных) усилиях выпадают из гнезда в определенную направленными действиями импульса ускорений камеру. По наличию шариков и их номеров в каждой камере можно оценить время и направления действия усилий.

Однако известные устройства не позволяют определить или оценить уровень объемной вибрации в заданный промежуток времени, что крайне важно при оценке надежности и прочности сложной техники в полевых или ограниченных условиях.

Изобретение направлено на создание простого и надежного устройства, позволяющего определить величину перегрузки объемной вибрации (от 0.5 до 5g) за заданный промежуток времени.

Поставленная задача решается применением песочных часов, выполненных в виде двух соосно установленных в корпусе и соединенных узкой горловиной стеклянных сосудов, один из которых частично заполнен песком («Советский энциклопедический словарь». Москва, Издательство «Советская энциклопедия», 1981 г., стр. 1005), в качестве датчика ускорений.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематично показан заявляемый датчик ускорений. На фиг. 2 приведен график зависимости времени истечения песка от частоты (Гц) и величины приложенной нагрузки (g).

Датчик ускорений представляет собой песочные часы, выполненные в виде двух соосно установленных в корпусе и соединенных узкой горловиной стеклянных сосудов 1, один из которых частично наполнен песком 2. Корпус в данном примере выполнения состоит из подставки 3 и фиксирующих элементов 6. Для измерения ускорения датчик устанавливают при помощи платформы 4, подставки 3 и фиксирующих элементов 6 на поверхность объекта 5, уровень вибрационных нагрузок которого надо определить. При движении объекта 5 внешняя вибрация действует во всех направлениях, постоянно меняя общий (суммарный) вектор усилия (вектор силы тяжести плюс вектор внешней вибрации), действующий на песчинки 2, и по этой причине создает дополнительное сопротивление движению песка, тем самым увеличивая время, необходимое для его полного перетекания. По времени перетекания песка при воздействии вибрации и определяют порядок величины ускорения, т.е. величину перегрузки объемной вибрации.

После проведения тарировки стеклянного сосудов 1 датчика можно связать время, за которое вытекает песок из сосуда, с величиной ускорения при вибрации или типом вибрации.

Для более точного и надежного измерения уровня вибрации необходимо повторить процесс измерения несколько раз, для чего надо перевернуть датчик и снова установить его на платформу 4. Стоит отметить, что датчик начинает работать сразу после установки на место измерения и требует внимания, так как необходимо точное определение факта окончания пересыпания песка, но это не доставляет большого труда, так как весь процесс не занимает несколько минут (время фиксации можно определить обычными часами).

Применение песочных часов в качестве датчика ускорения стало возможным благодаря зависимости времени пересыпания песчинок от действующего на них вектора тяжести, которое меняется в зависимости от действующего на песчинки вектора ускорений.

Испытания показали работоспособность заявленного датчика.

На фиг. 2 приведены графики зависимости времени истечения песка от частоты (Гц) и величины приложенной нагрузки (g), из которых видна практически прямая связь между этими тремя величина в довольно большом диапазоне как частот, так и перегрузок.

Применение песочных часов, выполненных в виде двух соосно установленных в корпусе и соединенных узкой горловиной стеклянных сосудов, один из которых частично заполнен песком, в качестве датчика ускорений.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и микросистемной техники. Сущность изобретения заключается в том, что в устройство дополнительно введены четыре дополнительных неподвижных электрода, выполненные с гребенчатыми структурами из полупроводникового материала и расположенные непосредственно на полупроводниковой подложке, четыре подвижных электрода, выполненные в виде пластин с перфорацией и гребенчатыми структурами из полупроводникового материала и расположенные с зазором относительно полупроводниковой подложки, так что они образуют туннельные контакты с дополнительными неподвижными электродами в плоскости их пластин, вторую и третью дополнительные инерционные массы, выполненные в виде пластин с перфорацией из полупроводникового материала и расположенные с зазором относительно полупроводниковой подложки, так что они образуют туннельные контакты с неподвижными электродами в плоскости их пластин, двенадцать дополнительных упругих балок, выполненные из полупроводникового материала и расположенные с зазором относительно полупроводниковой подложки, два торсиона, выполненные из полупроводникового материала и расположенные с зазором относительно полупроводниковой подложки, две дополнительные опоры, выполненные из полупроводникового материала и расположенные непосредственно на полупроводниковой подложке.

Изобретение относится к устройствам для измерения линейных ускорений и может быть использовано для одновременного измерения ускорений вдоль трех взаимно перпендикулярных осей.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении сейсморазведочных работ. Заявлен складной маятник, содержащий основание (F), контрольный груз (РМ), математический маятник (SP), перевернутый маятник (IP).

Изобретение относится к техническим измерениям, а именно к измерениям величины ускорения силы инерции при относительном сдвиге слоев в сыпучем теле. .

Изобретение относится к устройствам, использующимся при навигации летательных аппаратов, при измерении ускорения и скорости. .

Изобретение относится к способам и устройствам, использующимся при навигации летательных аппаратов, при измерении их ускорения и скорости. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в ортопедии для контроля положения позвоночника в трехмерном пространстве. .

Изобретение относится к измерению и контролю линейных и угловых ускорений объекта. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах инерциальной навигации в летательных и подводных аппаратах. .

Изобретение относится к классу струйных акселерометров, которые могут входить в состав комбинированной системы управления летательных аппаратов. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам, используемым при создании датчиков линейных и угловых движений. Магнитогидродинамическая ячейка для формирования сигнала обратной связи и калибровки молекулярно-электронных датчиков угловых и линейных движений состоит из двух плоских электродов, размещенных друг напротив друга на стенках рабочего канала датчика, помещенная в магнитное поле, перпендикулярное оси канала и линии, соединяющей указанные электроды, в месте расположения которых выполнено локальное сужение рабочего канала в направлении действия магнитного поля, при этом подаваемые на электроды токи формируются двумя источниками токов, управляемых напряжением, причем упомянутые токи равны по величине, но направлены в противоположные стороны относительно источников тока. Технический результат – расширение динамического диапазона функционирования датчика угловых движений. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приспособлениям для определения уровня вибрации. Предлагается применение песочных часов, выполненных в виде двух соосно установленных в корпусе и соединенных узкой горловиной стеклянных сосудов, один из которых частично заполнен песком, в качестве датчика ускорений. Технический результат заключается в создании простого и надежного устройства, позволяющего за заданный промежуток времени определять величину перегрузки объемной вибрации от 0,5 до 5g. 2 ил.

Наверх