Устройство для измерения параметров механических колебаний

Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМ ДЬСТВУ ельное к авт. свид-ву -(22) Заявлено 09,09 2401187/18-10 оединением заявки М 6 01 Р 15/О Госуда рствеииый комитетСССРделам изобретенийи открытий 23) Приоритет 25 публиковано 07.0780, ата опубликования опи ллетен 3) УДК 531.76(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙУстройство относится к области ограниченной мембранами, на которых измерительной техники и может быть установлена дополнительная инерцион- использовано для регистрации и изме- ная масса, связанная с корпусом и Рения параметров механических коле- укрепленная на упругом подвесе. баний низкой и инфранизкой частоты, 5 Однако, известный преобразователь возникающих, например, при колебаниях имеет ограниченный диапазон в области земной коры и крупногабаритных уст- низких частот, обусловленный механиройств и сооружений. ческими параметрами прибора. ЧастотаДля измерения переменных сигналов измеряемых величин приборов инерционв области низких частот находят при ного типа характеризуется величиной менение жидкостные преобразователи, собственной частоты системы, которая основанные на принципах молекулярной определяется отношением коэффициента электроники и использующие преобразо- упругости - К к массе инерционного вание потока рабочей жидкости, обра- элемента - М: эованного воздействием измеряемой 15величины в электрический сигнал 11 и 0 ЯЯ Я Г 2). Однако они имеют заданную часто- где о - собственная частота системы. ту собственных колебаний и узкий диа- Из этого отношения следует, что для паэон частот. понижения собственной частоты,необхоНаиболее близким по технической 20 димо либо увеличйвать подвижную массущности является диффузионный датчик су системы, либо уменьшать коеффициент механических воздействий (3), предс- упругости (жесткость) ее. Эффективное тавляющий собой преобразователь пото- влияние параметров на частоту известка электролита в электрический сигнал, ного тВтчика приводит к неприемлемому расположенный в корпусе, выполненный 25 увеличению габаритов и веса прибора. в виде ячейки, разделенной на две ка- Целью изобретения является расширемеры перегородкой, в которой раэмеще- ние диапазона измерений в области ны электроды, образующие совместно с низких частот. электролитом, заполняющим ее, окисли- Поставленная цель достигаетс тельно-восстановительную систему, и 30 что в ювестный диффузионный пр я тем, еобра40 зователь 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.Изобретение поясняется чертежом.низкочастотный датчик содержит диф Фузионный преобразователь 1, представляющий собой, ячейку, ограниченную с двух сторон мембранами 2 и разделенную на две камеры перегородкой, в которой размещены электроды З,образую щие совместно с электролитом 4,заполняющим ячейку,окйслительно-восстановительную систему, закрепленный в корпусе 5.К мембранам преобразователя примыкает инерционная масса б,к которой 2 О подсоединена пружина 7,закрепленная нторым концом к упаре 8,образующей совместно со шпильками 9 и упарой 10 рамку, подвешенную на пружине 11 для разгрузки, Преобразователь электрических сигналов в перемещение - обратныйпреобразователь установлен в верхней ,части корпуса и представляет собойэлектроосмотическую ячейку, выполненную на основе пористой перегородки12,установленной в корпусе 13,заполненном полярной жидкостью 14,Ячейка ограничена мембранами 15 и снабжена днумя электродами 16Электроды диффузионного и электроосмотического преобразователей под ключены к электронному блоку 17, который предназначен для усиления и преобразования электрического сигна- ла и имеет.токовыводы 18 для пбдключения регистрирующего устРойства. 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 вляется электрический сигнаЛ, пропорциональный параметру механического движения. Электрический сигнал поступает в электронный блок и после усиления и соответствующего преобраэова 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 н области низких частот.Формула изобретенияУстройство для измерения параметров механических колебаний, содержащеезакрепленный в корпусе диффузионныйпреобразователь механических неличинв электрический сигнал, выполненныйв виде ячейки, разделенной на две камеры перегородкой, в которой размещены электроды .,образующие сонместоо сэлектролитом, заполняющим ее, окислительно-восстановительную систему, иограниченной мембранами, на которыхустановлена дополнительная инерционная масса, связанная с корпусом иукрепленная на упругом подвесе,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью, расширения диапазона измеренийв области низких частот, в него введен, закрепленный в корпусе, электроосмотический преобразователь, мембраны которого через упоры и рамку содной стороны подпружинены к корпусу,а с другой связаны с упругим подвесомдиффузионного преобразователя, электроды которого через введенный Функциональный блок усилителя-преобразова"теля подключены к электродам электроосмотического преобразователя,Источники информациипринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРР 177645, кл. С 01 М 3/00, 706.1963.2. Авторское свидетельство СССРМ 230433, кл, 6 01 Ч 1/18, 24062967.3. Авторское свидетельство СССРУ 448766, кл. С 01 Р 15/08, 22122972иал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аз.3931/31. . .Тираж.1019. ЦНИИПИ Государственного ком по делам ивобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушская