Вибродатчик

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1,) 661 ЙУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл, б 017 1/1 сударственнын комите ннстоов СССР Сове УДК 550.834(088 8 делам изобретении н открытий(7 вител В И ЬРОДлтЧ И К Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения вибраций различных сооружений, фундаментов, деталей машин, а также в ссйсмометрпи.Известные впбродатчики, содержащие корпус, заполненный демпфирующей жидкостью, и твердую инерционпую массу 1, могут быть применены в стационарных условиях для измерения вибрации определенной ориентации и имеют повышенную поперечную чувствительность, что существенно снижает точность измерений.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вибродатчик, содержащий корпус в виде цилиндрической трубки, суженной в средней части, с мембранами по торцам, жидкостную инерционную массу и преобразователь механических колебаний в электрический сигнал 2, В качестве преобразователя используется, воздушный трансформаторный датчик, выходные катушки которого жестко связаны с корпусом, а питающая катушка подвешена,на эластичных пружинах и имеет целлулоидный пузырек такой величины, что приведенный удельный вес катушки с пузырьком равен удельному весу жидкости.Выходные катушки вместе с корпусом следуют за перемещениями объекта, а жпдкость - ссисмическая масса - остается не- пОдВижнОЙ и удержпВаст катушку, закрепленную на прукинах. Модулированный сигнал, полученный на выходе датчика, демодулиру ется, усиливается электронной схемой и регистрируется. Суженная цилиндрическая часть корпуса вибродатчнка служит для снижения поперечной чувствптельностп датчика, так как движение жидкости в суженном канале про исходит вдоль осп датчика. В этом впбродатчике амплитуда перемещения подвижной катушки не может превышать амплитуду изме)яемых колебанпЙ, так как подВижная катушка установлена в ушпренной части корпуса.15 Поэтому прн небольших колебаниях объектав датчике будет трансформироваться слабый сигнал, для регистрации которого необходим усилитель с высокой чувствительностью,Для повышения чувствительности за счет 20 увеличения хода подвижного элемента преобразователя перемещения в предлагаемом внбродатчике на суженной части корпуса размещены катушки нндуктивности преобразователя перемещения, а внутри этой части разме щен полый сердечник пз ферромагнитного материала, закрытый робка, у оорого приведенный удельный вес равен удельному весу жидкости.На чертеже показан описываемый вибро датчик, содержащий цилиндрический корпус, 561917Ь = ЬНЖ,(2) состоящий пз нижней и верхней частей 1 большего диаметра и суженной средней части 2 из диэлектрического материала, на которой размещены катушки 3 преобразователя перемещений. Внутри суженной части корпуса установлен пустотелый цилиндрический сердечник 4 из ферромагнитного материала, закрытый пробками 5.Сопрягаемые поверхности суженной части корпуса и сердечника плотно прилегают друг к другу, обеспечивая при этом возможность взаимного перемещения.Для уменьшения усилия на перемещение сердечника 4 по его периметру на наружной части выполнены канавки 6, заполненные специальной жидкостью, типа полиметилсилаксановой, которая одновременно герметизирует сочленение наружной поверхности сердечника с внутренней поверхностью суженной части корпуса. Сопрягаемые поверхности суженной части корпуса и сердечника выполнены по высокому классу точности и чистоты обработки, По краям корпус закрыт упругими мембранами 7, которые крепятся к корпусу при помощи кольца 8, прокладки 9 и стакана 10. Внутренняя полость корпуса заполнена жидкостью 11, которая является сейсмической (инерционной) массой.Таким образом, жидкость 11 и мембраны 7 составляют сейсмическую систему с подвесными пружинами. Для заполнения корпуса жидкостью служат отверстия, закрытые пробками 12 в нижней и верхней частях, корпуса,Выводы от катушек преобразователя осуществлены при помощи кабеля 13 через уплотнение 14. Корпус и остальные перечисленные элементы датчика помещены в каркас 15, включающий в себя втулку 16 и накидную гайку 17.При,помощи резьбовой части 18 в нижней части каркаса,вибродатчик прикреплен к конструкции, перемещение которой измеряют.Известно, что объем жидкости Р в цилиндрической емкости определяется из соотношения:Р = - .1 Н, (1) где Р - радиус внутренней части;Н - высота столба жидкости.При воздействии колебаний на датчик происходит относительное смещение жидкости и корпуса. Линейное смещение в широкой и узкой частях цилиндрического корпуса будет различно и зависит от диаметров этих частей, Количество перемещаемой жидкости ЬУ в широкой и узкой частях корпуса будет одинаково, а именно для широкой части:для узкой части:ЬГ = ЬЬ,где ЬЕ 1 - смещение жидкостисти корпуса,й - радиус эффективнойбраны,ЛЙ - смещение жидкостикорпуса,г - радиус узкой частиПриравнивая правые части(2 и 3), определим смещениекой части корпуса: в широкой чаплощади мемв узкой части корпуса. соотношений жидкости в уз(4) 15 ЬЬ= ЬН,г 2Из соотношения (4) очевидно, что смещение жидкости в узкой части корпуса будетбольше, чем смещение жидкости ЬН в широ 20 Яокой части корпуса в раз.г 2При смещении жидкости в узкой части корпуса сердечник смещается вместе с ней наодинаковую с ней величину за счет того, чтоисключается возможность перетекания жидкости между примыкающими поверхностямисердечника и суженной части корпуса.Смещение сердечника приводит к образованию сигнала в индуктивном преобразователе, величина которого находится в прямой зависимости от величины колебаний сердечника,Формула изобретения 35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство Мо 231129,55 6 017 1/16, 24,04.67,2. В. В. Нешукайтис и С, Э. Валтерис.Низкочастотный виброметр с жидкостноймассой, Измерительная техника Х 6,1961 (прототип). Вибродатчик, содержащий корпус в видецилиндрической трубки, суженной в средней части, с мембранами по торцам, жидкостную 4 О инерционную массу, преобразователь механических колебаний в электрический сигнал, состоящий из катушек индуктивности и сердечника, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в нем катушки 45 индуктивности преобразователя размещены насуженной части корпуса, выполненной из диэлектрического материала, а внутри этой части размещен полый сердечник из ферромагнитного материала с приведенным удельным весом, равен удельному весу жидкости.561917 Составитель Н. фомичевТехред А. Галахова Редактор й. Шейкин Корректор Л. Котова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1475/17 Изд. М 525 Тираж 722 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5