Пьезоэлектрический датчик

Пьезоэлектрический датчик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

-" Юзндщ

"ля ив, д

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 535Q28

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (61) Дополнительный к патенту (22) 3аявлено07,07.72 (21) 1807758/

1 988743/10 (23) Приоритет (32) 08.07.71 (5l) М. Кл.е

В 06 В 1/06

Тосударствениый комитет

Совета Мииистров СССР по делам иэобретеиий и открытий (3>) 7125137 (33) Франция (43) Опубликовано05. 11. 76.Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 23.02.77 (53) УДК534.238 (088,8) Иностранцы

Жан Кассан, Жан-Клод Дюбуа и Жак Шоле (Франция) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Энститю Франсэ дю Петроль де Карбюран э Любрифьян" (Франция) (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

Изобретение относится к пьезоэлектрическим датчикам большой длины и непрерывной структуры, предназначенным для измерения изменений давления, обусловленных сейсмическими колебаниями как на море, так и на суше.

Известен датчик непрерывной структуры, в котором изменения сопротивления проводов, вмонтированных в датчик, преобразуются в электрические сигналы jlj. 10

Известен также датчик, содержащий минимум один чувствительный элемент, выполненный из синтетического пластического материала и снабженный двумя проводящими электродами(2). Эти датчики не обеспечи- 15 вают компенсации паразитных эффектов вследствие деформации изгиба и требуют сложных и дорогостоящих электронных схем.

Цель изобретения — обеспечение компен- 20 сации паразитных эффектов вследствие деформации изгиба. Это достигается тем, что обе стороны чувствительного элемента имееРт длину, превышающую ширину, и он закручен в спираль вокрут сердечника, а один изэле4 И тродов намотан на наружной поверхности чувствительного элемента.

Кроме того, сердечник выполнен проводящим и образует второй электрод чувствителного элемента; чувствительный элемент присоединен к двум своим электродам и закручен вокруг сердечника из электроизоляционного материала. Датчик имеет, по крайней мере, пару чувствительных элементов, каждый из которых снабжен двумя электродами и закручен в спираль в направлении, противоположном по отношению к другому чувствительному элементу вокруг центрального сердечника из электроизоляционного материала.

Шаг намотки чувствительного элемента, присоединенного к двум электродам, меньше в центре датчика, чем на его краях. Все составляющие элементы датчика заключены в оболочку из гибкого изоляционного материала.

На фиг. 1 показан датчик цилиндрической формы с цилиндрическим электродом,,связанным с чувствительным элементом, и другим спиральным электродом; на фиг. 2-датчик цилиндрической формы с двумя чувствитель

535028 ными элементами, намотанными спиралью и наложенными один на другой с противоположными полярностями; на фиг. 3 - датчик с элементом, намотанным спиралью с переменным щагова.

Датчик (см. фиг. 1) содержит чувстви- тельный элемент 1, электрод 2 и центральный сердечник 3. Элемент 1 выполнен в ви де полосы из гибкого пьезоэлектрического материала, намотанной спиралью вокруг про- Ю водящего сердечника 3, образующего второй электрод.

Другой электрод 2, также намотан спиралью. Датчик (см. фиг. 2) выполнен в виде изолирующего цилиндрического сер- И дечника 3, вокруг которого намотана по спирали чувствительная пьезоэлектрическая полоса l a, связанная с двумя своими электродами 2 о и 2 Gf . Эти элементы окружены изолирующим элементом, например полосой 20 из гибкого изолирующего материала 4, намотанного на элементы датчика. Элементы, имеющие чувствительную полосу 16, связанную с электродами 2о и 2 4, намотаны спиралью с наложением на изолирующую полосу

4, но в направлении, противоположном относительно намотки полосы 1@и электродов

2 ot, 2о. При этом полярность электродов

24 и 2 3 инвертирована по сравнению с поI

ЗО лярностью электродов 20 и 20.

Вся конструкция заключена в защитную оболочку 5 из гибкого изолирующего материала. На конце датчика электроды 2а и 26 соединены электически с помощью проводя-.

1 а! 95 щих колец 6 и 6 й, а электроды 2а и 24, соединены электрически с измерительным усилителем через проводящие кольца 7 и 7а, При этом имеет место двойная компенсация эффектов, обусловленных изгибом: с од, 40 ной стороны за счет противоположнои поляр ности проводов, и с другой стороны из-за того, что при данной длине датчика при движении изгибания имеют такое же число фракций работающих на сжатие. Датчик, пред1

45 ставленный на фиг. 2, может иметь только одну обмотку, или несколько наложенных одна на другую обмоток.

При цилиндрической форме датчика возможно изменение шага намотки чувствитель ного элемента (полосы). Шаг намотки на концах датчика больше, чем в центое, где больше концентрация витков чувствительного элемента.

Формула изобретения

1. Пьезоэлектрический датчик давления непрерывной структуры, содержащий минимум один чувствительный элемент, выполненный из синтетического пластического материала и снабженный двумя проводящими электродами, отличающийся тем, что, с целью обеспечения компенсации паразитных эффектов, возникающих вследствие деформации изгиба, чувствительный элемент выполнен так, что обе его стороны имеют длину, превышающую ширину, при этом он закручен в спираль вокруг центрального сердечника, а один из электродов намотан на наружной поверхности чувствительного элемента.

2. Датчик по и. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что сердечник выполнен проводящим и образует второй электрод чувствительного элемента.

3. Датчик по и. 1, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что чувствительный элемент присоединен к двум своим электродам и закручен вокруг сердечника из электроизоляционного материала.

Датчик по п. 1, о т л и ч à э ш и йс я тем, что имеет, по крайней мере, пару чувствительных элементов, каждый из которых снабжен двумя электродами и закручен в спираль в направлении, противоположном по отношению к другому чувствительному элементу вокруг центрального сердечника из электроизоляционного материала.

5. Датчик по и. 1, о т л и ч а ю щ и й= я тем, что шаг намотки чувствительного элемента, присоединенного к двум электродам, меньше в центре датчика, чем íà его

KPGHX

6. Датчик по п. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что все его составляющие элементы заключены в оболочку из гибкого изоляционного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3317891, кл. 34017, 1968 г.

2. Патент США ¹ 2965877, кл. 34013, 1960.

535028

Фиг. 2

Составитель Н. Фомичев

Рапактор О. Филиппова Тахрап О. Луговая КорракторН. Ковалава

Заказ 55 6О/235 Тираж 69О ПЩписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113ОЭб, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Пюоектная, 4