Устройство для измерения механических величин

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 10 04 С 011фР,п г,г ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИЙ 13 ЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ Св(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методовразведки(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯМЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, содержащее плоский упругий элемент, излучательи два приемника акустических волн,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности посредством дополнительного измерения неупругого рассеяния акустических волнв напряженной зоне, в него введеныдве силопередающие пластины, размещенные на .противоположных опорныхповерхностях упругого элемента, априемники акустических волн расположены в секторе прохождения отраженных под заданными углами относительно оси излучателя соответственнопродольных и поперечных волн.1204975 20 2. Устройство по п, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что в него введены два дифференциальных акустических приемника преломленных про дольных и поперечных волн, размещенных в секторе прохождения продольных и поперечных волн, соответственно.3,устройство по п.2,о т л и ч а ющ е е с я тем,что в него введены пять акустических волноводов,расположенных в секторах распространения излученных,отраженных и преломленных воли. Изобретение относится к областиизмерительной техники и предназначено для применения в качестве первичного преобразователя вибросейсмических сигналов, а также может быть использовано в телеизмерительной аппаратуре общепромышленного назначения,предназначенной для регистрации механических величин,Цель изобретения - повышение точ"ности. На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство для измерения механических величин,15Устройство содержит упругий элемент 1 с двумя силопередающими пластинами 2, размещенными на противоположных опорных поверхностях напряженной зоны упругого элемента 1, По одну сторону от силопередающих пластин 2 на свободной поверхности упругого элемента 1 размещен излуча". тель 3 и два приемника 4 и 5 продольных и поперечных акустических волн25 соответственно, которые расположены в секторах их прохождения под заданными углами относительно оси излучателя 3, Устройство имеет два дифференциальных акустических приемника 6 и 7, размещенных в секторах прохождения преломленных продольных и поперечных акустических волн соответственно, Устройство содержит пять акустическйх волноводов, в том числе три односекционных35 8-10 и два двухсекционных 11, 12 и 13,14, размещенных в секторах распространения излученных, отраженньп 4. Устройство по и. 3, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что в него введены сумматор и усилитель с тремя входами, выходы отраженных акустических волн подключены к входу сумматора, одна пара выходов дифференци"альных приемников преломленных акус" тических волн соединена между собой, вторая пара подключена к двум входам усилителя, а выход сумматора ,подключен к третьему входу усилителя. 2и преломленных акустических волн соответственно. Устройство снабжено усилителем 15 с тремя входами и сумматором 16. Выходы приемников 4 и 5 ,отраженных акустических волн подклю" чены к входу сумматора 16, одна пара выходов дифференциальных приемников 6 и 7 преломленных акустических волн соединена между собой, а вторая пара подключена к двум входам усилителя 15. Выход сумматора 16 подключен к третьему входу усилителя 15.Устройство для измерения механи- . ческих величин работает следующим обарзом. При отсутствии измеряемого механического воздействия Р на силопередающих пластинах 2 возбуждается излучателем 3 акустическая волна и без преломления поступает вдоль оси излучателя АОЕ на дифференциальный приемник 6, Вследствие того, что максимум интенсивности акустического луча АОЕ в этом случае совпадает с, центром приемника 6, амплитуда сигнала на его выходе равна нулю. Также равны нулю сигналы на выходах приемников 4,5 и 7. В связи с этим на выходах усилителя 15 и сумматора 16 амплитуда сигналов также равна нулю,При подаче измеряемого воздействия Р на силопередающие пластины 2 эа счет звукоупругого эффекта скорость звука в напряженной зоне упругого элемента 1 изменяется на вели чину, пропорциональную величине это1204975 Составитель В. ГодзиковскийТехред И.Асталош Корректор Е. Рошко Редактор С, Лисина Заказ 8517/42 Тираж 896 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаушскаяПодписное комитета СССРи открытийнаб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,-ул. Проектная, 4,1го воздействия что приводит к изФменению акустического импеданса напряженной зоны и, как следствие, к частичному отражению возбужденного излучателем 3 акустического луча АО в направлении приемника 4 (луч ОВ). Ввиду того,что амплитуда отраженного луча ОВ заВисит от разности акустических импендансов напряженной и ненапряженной зон упругого элемента 1, амплитуда выходного сигнала приемника 4 пропорциональна величине измеряемого воздействия Р. Остальная часть мощности акустического луча АО поступает на приемник 6. При этом максимум интенсивности преломленно" го луча ОД смещается с центра приемника 6 и на его выходе появляется сигнал, пропорциональный по амплитуде величине измеряемого воздействия. Однако вследствие неупругого рассеяния акустической волны в напряженной зоне упругого элемента 1 часть ее энергии преобразуется в, напри" мер, поперечные волны: отраженную ОС и преломленную ОР, Это вызывает паразитную модуляцию интенсивности продольной отраженной ОВ и преломленной ОД акустической волны, что ухудшает точность устройства. Паразитная модуляция устраняется путем применения дополнительного измерения амплитуды неупруго рассеянныхволн приемниками 5 и 7 споследующимсуммированием их выходных сигналовс сигналами приемников 4 и 6 продольных волн соответственно сумматором16 и на входе усилителя 15. Подключение выхода сумматора 16 к третьемувходу усилителя 15 позволяет автома О тически регулировать его коэффициентусиления, устраняя тем самьв наразитную амплитудную модуляцию выходного сигнала приемников 6 и 7 преломленных акустических волн. Для даль-15 нейшего повышения точности измерения в устройство введены акустическиеволноводы 8"14, которые позволяютуменьшить рассеяние акустическойэнергии в теле упругого элемента 1, 20 обусловленное неидеальной диаграммойнаправленности излучателя 3, и, темсамым, увеличить амплитуду выходныхсигналов акустических приемниковустройства.25 Таким образом, путем дополнительного измерения и уменьшения рассеяния отраженных, преломленных и неупругорассеянных акустических волн впредлагаемом устройстве для измереЗ 0 ния механических величин повышаетсяточность измерения.