Вибродатчик

Вибродатчик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11Ц 561ЙУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.01.76 (21) 2311981/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.06,77. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 13.06.77 (51) М. Iy.. 6 01V 1 16

Государственный комитет

Совета овннистоое СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 550.834(088.8) (72) Авторы изобретения

С. П. Осоловский, Ю. В. Суворов и В. А. Степанов (71) Заявитель (54) В И БР ОДАТЧ 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 — сейсмическая масса — остается непОдВижнОЙ и удержпВяст катушку, закрепленную на пру>кинах. Модулированный сигнал, полученный на выходе датчика, демодулируется, усиливается электронной схемой и регистрируется. Суженная цилиндрическая часть корпуса вибродатчнка служит для снижения поперечной чувствптельностп датчика, так как движение жидкости в суженном канале про10 исходит вдоль осп датчика. В этом впбродатчике амплитуда перемещения подвижной катушки не может превышать амплитуду измеряемых 1 олебанпЙ, тяк кяк пОдВижняя катушка установлена в ушпренной части корпуса.

Поэтому прн небольших колебаниях объекта в 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 размещен полый сердечник пз ферромагнитного материала, закрытый пробками, у которого приведенный удельный вес равен удельному весу жидкости.

На чертеже показан описываемый вибро30 датчик, содержащий цилиндрический корпус, 561917

Ы = ЬН-.К, (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 кана вки 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 соста вляют 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 жид кости V в цилиндрической емкости определяется из соотношения:

1/ )2Н где R — радиус внутренней части;

Н вЂ” высота столба жидкости.

При воздействии колебаний на датчик происходит относительное смещение жидкости и корпуса. Линейное смещение Â широкой и узкой частях цилиндрического корпуса будет различно и зависит от диаметров этих частей.

Количество перемещаемой жидкости ЛУ в широкой и узкой частях корпуса будет одинаково, а именно для широкой части: для узкой части:

AV = Ah +, где ЛБ — смещение жидкости в широкой части корпуса, Я вЂ” радиус эффективной площади мембраны, ЛЙ вЂ” смещение жидкости в узкой части корпуса, г — радиус узкой части корпуса.

Приравнивая правые части соотношений (2 и 3), определим смещение жидкости в узкой части корпуса:

15 ЛЬ= ЬН, r2

Из соотношения (4) очевидно, что смещение жидкости в узкой части корпуса будет больше, чем смещение жидкости ЛН в широ20 Я2 кой части корпуса в раз.

/2

При смещении жидкости в узкой части корпуса сердечник смещается вместе с ней на одинаковую с ней величину за счет того, что исключается возможность перетекания жидкости между примыкающими поверхностями сердечника и суженной части корпуса.

Смещение сердечника п риводит к образованию сигнала в индуктивном преобразователе, величина которого находится в прямой зависимости от величины колебаний сердечника. (4) Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство М 231129, 55 G 01V 1/16, 24,04.67.

2. В. В. Нешукайтис и С, Э. Валтерис.

«Низкочастотный виброметр с жидкостной массой», «Измерительная техника» Кр 6, 1961 (прототип).

Вибродатчик, содержащий корпус в виде цилиндрической трубки, суженной в средней части, с мембранами по торцам, жидкостную

4О 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 на суженной 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. Фомичев

Техред, А. Галахова

Редактор й. Шейкин

Корректор Л. Котова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1475/17 Изд. Хо 525 Тираж 722 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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