Устройство для измерения параметров механических колебаний

 

пцтеч,, " 4" и "с " о олиот, "«-:--"кая л

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВМ ИТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.0978 (21) 2401187/18-10 (51)М. Кл. с присоединением заявки М

G 01 P 15/08

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 07.0780 Бюллетень М25 (5З) УДК 5 3 1 . 7 68 (088. 8) Дата опубликования описания 070780 (72) Автор изобретения

A. И. Желонкин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЧЕСКИХ

КОЛЕБАНИЙ

Устройство относится к области измерительной техники и может быть использовано для регистрации и измерения параметров механических колебаний низкой и инфранизкой частоты, возникающих, например, при колебаниях земной коры и крупногабаритных устройств и сооружений.

Для измерения переменных сигналов в области низких частот находят применение жидкостные преобразователи, основанные на принципах молекулярной электроники и использующие преобразование потока рабочей жидкости, образованного воздействием измеряемой 15 величины в электрический сигнал (1(и

Г2). Однако они имеют заданную частоту собственных колебаний и узкий диапазон частот.

Наиболее близким по технической 20 сущности является диффузионный датчик механических воздействий (3), представляющий собой преобразователь потока электролита в электрический сигнал, расположенный в корпусе, выполненный 25 в виде ячейки, разделенной на две камеры перегородкой, в которой размещены электроды, образующие совместно с электролитом, заполняющим ее, окислительно-восстановительную систему, и 30 ограниченной мембранами, на которых установлена дополнитель на я ин ерцион - ная масса, связанная с корпусом и укрепленная на упругом подвесе.

Однако, известный преобразователь имеет ограниченный диапазон в области низких частот, обусловленный механическими параметрами прибора. Частота измеряемых величин приборов инерционного типа характеризуется величиной собственной частоты системы, которая определяется отношением коэффициента упругости — K к массе инерционного элемента — М. о ду 1 д. где fo - собственная частота системы.

Из этого отношения следует, что для понижения собственной частоты, необходимо либо увеличйвать подвижную массу системы, либо уменьшать коеффициент упругости (жесткость) ее. Эффективное влияние параметров на частоту известного титчика приводит к неприемлемому увеличению габаритов и веса прибора.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений в области низких частот.

Поставленная цель достигается тем, что в ювестный диффузионный преобра746291 зователь введен закрепленный в корпусе электроосмотический преобразователь, мембраны которого через упоры и рамку с одной стороны подпружинены к корпусу

Э а с другой связаны с упругим подвесом диффузионного преобразователя, электроды которого через введенный функциональный блок усилителя-преобразователя подключены к электродам электроосмотического преобразователя.

Изобретение поясняется чертежом.

Низкочастотный датчик содержит диф- 1О фузионный преобразователь 1, представляющий собой, ячейку, ограниченную с двух сторон мембранами 2 и разделенную на две камеры перегородкой, в которой размещены электроды З,образую- 15 щие совместно с электролитом 4,заполняющим ячейку,окйслительно-восстановительную систему, закрепленный в корпусе 5.К мембранам преобразователя примыкает инерционная масса б,к которой 2О подсоединена пружина 7,закрепленная вторым концом к упаре 8,образующей совместно со шпильками 9 и упарой 10 рамку, подвешенную на пружине 11 для разгрузки. Преобразователь электрических сигналов в перемещение — обратный преобразователь установлен в верхней ,части корпуса и представляет собой электроосмотическую ячейку, выполненную на основе пористой перегородки

l2,установленной в корпусе 13,запол ненном полярной жидкостью 14.Ячейка ограничена мембранами 15 и снабжена двумя электродами 16.

Электроды диффузионного и электроосмотического преобразователей под- 35 ключены к электронному блоку 17, который предназначен для усиления и преобразования электрического сигна ла и имеет.токовыводы 18 для пОдключения регистрирующего устройствa. 40

Инерционная масса дополнительно закреплена на плоских пружинах 19, предохраняющих ее от поперечных смещений.

Устройство работает следующим образом. При механическом воздействии йнерционная масса 6, перемещаясь отно- " сительно корпуса прибора, воздействует на мембраны диффузионного датчика 2, в котором возникает поток электролита через перегородку. из одной камеры в другую и на электродах 3 поя- 50 вляется электрический сигнаЛ, пропорциональный параметру механического движения. Электрический сигнал поступает в электронный блок и после усиления и соответствующего преобраэова- 55 ния на электроды 16 электроосмотической ячейки.Под действием этого сигнала жидкость перетекает из одной ее камеРы в другую, перемещая мембраны и упоры с рамкой, на которой закреплена пружина инерционной массы. Таким образом происходит перемещение точки крепления пружины в соответствии с перемещением инерционной массы, и, следовательно, дополнительное перемещение самой инерционной массы. В зависимости от закона, формируемого обоими преобразователями и электронным блоком, дополнительное перемеще.— ние инерционной массы может быть эквивалентно уменьшению коэффициента упругости подвеса или увеличению массы колебательной системы прибора.

Это изменение параметров упругой системы вызывает соответствующее уменьшение частоты собственных колебаний устройства и,следовательно, расширяет частотный диапазон измеряемых смещений в области низких частот.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров механических колебаний, содержащее закрепленный в корпусе диффузионный преобразователь механических величин в электрический сигнал, выполненный в виде ячейки, разделенной на две. камеры перегородкой, в которой размещены электроды,образующие совместио с электролитом, заполняющим ее, окислительно-восстановительную систему, и ограниченной мембранами, на которых установлена дополнительная инерционная масса, связанная с корпусом и укрепленная на упругом подвесе, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью, расширения диапазона измерений в области низких частот, в него введен, закрепленный в корпусе, электроосмотический преобразователь, мембраны которого через упоры и рамку с одной стороны подпружинены к корпусу, а с другой связаны с упругим подвесом диффузионного преобразователя, электроды которого через введенный функциональный блок усилителя-преобразователя подключены к электродам электроосмотического преобразователя.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР

9 177645, кл. G 01 М 3/00, 7.06.1 963.

2. Авторское свидетельство СССР

М 230433, кл, G 01 Ч 1/18, 24061967.

3. Авторское свидетельство СССР

У 448766, кл. G 01 P 15/08, 22223.972 (прототип) .

746291

Составитель С. Аликберов

Редактор И. Квачадзе Техред О. Андрейко Корректор Я. Григорук

Заказ . 3931/31..........,Тираж. 1019........:..... Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам ивобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4