Устройство для измерения механических колебаний

 

О П И С А Н И Е 380967

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сокзз Соеетскнг

Социалистическиг

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. 6 Olh 1/00

G 01р 15,.08

Заявлено 29.Х!.1971 (Ф 1718746/18-10) с присоединением заявки М

Приоритет

Комитет оо лелем изобретений н открытий нрн Совете Министров

СССР

УДК 531.768(088.8) Опубликовано 15.V.1973. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 28Х11.1973

) Авторы изобретения

Н. А. Ростанин, С. П. Осоловский и М. Г. Киселев

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике.

Известны устройства для измерения механических колебаний, содержащие корпус, разделенный пористой перегородкой с токосъемными элементами на две камеры, заполненные полярной жидкостью.

Изобретение позволяет повысить чувствительность устройства в диапазоне низких и инфранизких частот за счет того, что в корпусе выполнен сквозной, проходящий через пористую перегородку и соединяющий обе камеры канал, заполненный тяжелой жидкостью, например ртутью, и закрытый с обеих сторон упругими элементами. Торцовые стенки корпуса сделаны жесткими.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство для измерения кинематических параметров механических колебаний состоит из корпуса 1, который разделен пористой перегородкой 2 с токосъемными элементами 3 на две камеры, торцевых жестких стенок 4, упругих элементов 5, закрывающих сквозной, соединяющий обе камеры, канал б. Камеры заполнены полярной жидкостью (например, спиртом, ацетоном), а канал — тяжелой жидкостью (например, ртутью), являющейся инерционной массой. Токосъемными элементами 8 служат диски из тонкой сетки, изготовленной из нейтрального по отношению к полярной жидкости металла. В качестве упругих элементов 5 могут служить мембраны, изготовленные из металла, нейтрального к полярной жидкости, плп резины с фторопластовым покрытием, улучшающим метрологические свойства. В качестве пористой перегородки 2 можно использовать пористую керамику, пористый фарфор, пористое стекло, пористый фторопласт и другие материалы, имеющие высокую эффективную порпстость, однородность пор по величине их радиуса и достаточно высокий электрокинетпческий потенциал с выбранной полярной жидкостью.

Устройство для измерения кпнематическпх параметров механических колебаний (например, ускорения) работает следующим образом.

При измерении механических колебаний

20 давление Р" (t) на упругом элементе, возникающее от действующего ускорения j (/) вдоль устройства, будет равно

1э (t) j (t) Н, (1)

25 где 1 () — действующее ускорение измеряемого механического колебания; р " — плотность тяжелой жидкости (ннерцнонной массы);

Н вЂ” расстояние между упругими элеЗО ментами.

380967

1 (t? О (о = р) ) (т) ig

20 жидкости в

25 р о о (о) Составитель В. Жилейкина

Редактор T. Орловская Техред Т. Ускова Корректор Л, Дзесова

Заказ 2032, 5 Изд. № 570 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делан изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Этому давлению противодействует давление полярной жидкости, возникающее под воздействием того же ускорения 1 (t). (О = 1()рБ (2) где р — плотность полярной жидкости.

Таким образом, перепад давления по сторонам перегородки (без учета влияния упругих элементов и гидравлического сопротивления пористой перегородки), под действием кото- 10 рого полярная жидкость перетекает через пористую перегородку, равен

ЬР (/) 1 (/) Н (, Р). (3) При этом потенциал течения на выходе 15 предлагаемого устройства определяется выражением где l — высота столба полярной известном устройстве.

Так как при одних и тех же продольных габаритах известного и предлагаемого устройств

H l,то

Так, например, для ртути и этилового спирта это отношение равно 16. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить чувствительность в 16 раз без увеличения длины устройства или в случае сохранения номинальной чувствительности в п раз уменьшить длину, что очень важно при создании миниатюрных измерительных устройств.

Другим преимуществом предлагаемого устройства является уменьшение квазичастоты жидкостного инерционного элемента до сотых долей герца за счет выбора массы инерцион- 40 ного элемента, коэффициента упругости мембраны, массы полярной жидкости, гидравлического сопротивления пористой перегородки и величины отношения поперечных сечений широкой и узкой частей канала и отношения 45 их длили. Объем камер, заполняемых полярной жидкостью, может изменяться в соответствии с требованиями за счет изменения занятости их внутреннего объема материалом корпуса. 50

Ероме того, предлагаемое устройство малочувствительно к поперечным вибрациям, так как инерционная масса движется лишь вдоль оси устройства.

Предмет изобретения

Устройство для измерения механических колебаний, содержащее корпус, разделенный пористой перегородкой с токосъемными элементами на две камеры, заполненные полярной жидкостью, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности в диапазоне низких и инфранизких частот, в корпусе выполнен сквозной, проходящий через пористую перегородку и соединяющий обе камеры канал, заполненный тяжелой жидкостью, например ртутью, и закрытый с обеих сторон упругими элементами, а торцевые стенки корпуса выполнены жесткими.