Трехкомпонентный вибропреобразователь

 

ЙЛ» Е: ° .. ! r иi

;. .-А ,„6450З5

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

N АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.03.77 (21) 2458998/18-28 с присоедияенсвем заявки Ие (23) П р иорип ет (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень ЛЪ 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.79 (51) М. К . б 01Н 1/04

Гасударственный комитет (53) УДК 531.768 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

А. Б. Новиков, Б. В. Новиков, Б. А. Потемкин, Г. А. Сафар ишвили и В. H. Сиренко (71) Заявитель (54) ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ ВИБРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к виброметрии и может найти применение при измерении ортогональных составляющих пространственного колебательного движения.

Известен двухкомпонентный вибропреобразователь, содержащий корпус, в котором установлен на четырех упругих элементах инерционный элемент, и электромеханические преобразователи (1).

Однако посредством такого преобразователя нельзя измерить все ортогональные составляющие пространственной вибрации.

Наиболее близким к изооретению по технической сущности и достигаемому результату является трехкомпонентный вибропреобразователь, содержащий корпус и размещенные в нем инерционный элемент и установленные во взаимно перпендикулярных плоскостях три группы предварительно натянутых упругих элементов и три пары электромеханических преобразователей (2).

Каждый из электромеханических преобразователей выполнен в виде биморфной пьезопластины, расположенной между инерционным элементом, выполненным в виде куба, и корпусом, и одним концом защемленной в инерционном элементе, а другим концом прикрепленной к закрепленным с натягом в корпусе двум струнам, входящим в соответствующую группу упругих элементов.

Такой вибропреобразователь сложен по конструкции и не обладает достаточной чувствительностью. Последнее обусловлено тем, что габариты инерционного элемента (определяющие его массу) и длина рабочих участков деформации электромеханических преобразователей, работающих на из1ð гиб, связаны обратно пропорциональной зависимостью, в то время как чувствительность вибропреобразователя пропорциональна произведению этих величин.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение чувствительности трехкомпонентного вибропреобразователя.

Эта цель достигается тем, что в вибропреобразователе инерционный элемент выполнен в виде шара, каждая группа упругих элементов состоит из двух параллельных пластин, касающихся в их центре диаметрально противоположных точек инерционного элемента, а электромеханические преобразователи каждой пары расположены в центральной части стороны пластины, противоположной стороне ее касания с инерционным элементом.

На чертеже изображен предлагаемый вибропреобразователь, 3

Вибропреобразователь содержит корпус

1, внутри которого размещены инерционный элемент 2 в виде шара, три группы пред-. варительно натянутых упругих элементов

3 и 4, 5 н б, i и 8 и три пары электромеханических преобразователей 9 и 10, 11 и 12, 13 и 14.

Упругие элементы каждой группы выполнены в виде параллельных пластин, касающихся в пх центре диаметрально противоположных точек инерционного элемента

2, а электромеханические преобразователи

9 и 10 или 11 и 12, или 13 и 14, соответствующие этой группе упругих элементов, расположены в центральной части стороны упругого элемента, противоположной стороне ее касания с инерционным элементом 2.

Корпус 1 может быть заполнен жидкостью, обладающей демпфирующими и смазывающими свойствами (например, силиконовым маслом).

При колебании корпуса 1 вибропреобразователя вдоль одной из его осей инерционный элемент 2 будет действовать силой своей инерции только на те два упругих элемента 3 и 4 или 5 и б,, или 7 и 8,,которые установлены в двух параллельных плоскостях, перпендикулярных к плоскости колебаний корпуса 1. Это, в свою очередь, приведет к деформации соответственно той пары преобразователей 9 и 10 или 11 и 12, или 13» 14, которая установлена на этих двух упругих элементах. Деформация электромеханпческих преобразоватслей возбуждает электрический сигнал, являющийся выходным сигналом вибропреобразователя на данной оси координат. Остальные упругие элементы не подвергаются при этом действию со стороны инерционного элемента 2. В случае же пространственного колебательного движения, вектор ускорения которого не лежит ни в одном из осей координат вибропреобразователя, каждая из групп упругих элементов 3 и 4, 5 и б, 7 и 8 с установленной на ней соответственно парой преобразователей будет деформироваться только под воздействием составляющей силы инерции инерционного элемента

2, перпендикулярной к плоскостям установки этой группы. В результате на выходе вибропреобразователя будут три сигнала, пропорциональные соответствующим трем составляющим силы инерции иперцион645035

ItcEo элсмента 2. Предварительный упругих элементов 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8 исключает озрыв инерционного элемента 2 от них в динамическом режиме.

Предложенный вибропреобразователь прост по конструкции. Увеличение габаритов инерционного элемента 2, способствующее увеличению чувствительности вибропрсобразователя, определяется только раз— мерами корпуса 1 и нс снижает длины рабочих учасгков деформации электромеханических преобразователей, так как инерционный элемент имеет с упругими элементами 3, 4 и 5 только точечныи контакт. 11оследнее обстоятельство способствует снижению сил трения при колебаниях инерционного элемента 2 до требуемой величины.

Заполнение корпуса жидкостью, обладающей демпфирующими и смазочным свойствами, позволяет демпфировать возможные резонансные колебания самого вибропреобразователя и исключить сухое трение инерционного элемента о упругие элементы.

Это позволяет измерять параметры пространственного колебательного движения в широком диапазоне частот.

Формула изобретения

Трехкомпонентный вибропреобразователь, содержащий корпус и размещенные в нем инерционный элемент н установленные во взаимно перпендикулярных плоскостях три группы предварительно натянутых упругих элементов и три пары электромеханических преобразователей, о т л и ч а ющ и и ся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения чувствительности, инерционный элемент выполнен в виде шара, каждая группа упругих элементов сос" тоит из двух параллельных пластин, касающихся в их центре диаметрально противоположных точек инерционного элемента, а электромеханические преобразователи каждой пары расположены в центральной части стороны пластины, противоположной стороне ее касания с инерционным элементом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 4б2089, кл. G 01Н 1/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 505900, кл. G 01Н 1/04, 1973.

Редактор Н. Суханова

Составитель В. Григорьев

Техред А. Камышникова

Корректор P. Беркович

Заказ 2705/8 Изд. № 125 Тираж 779 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2