Пьезодатчик колебаний

Предлагаемые для рассмотрения материалы заявки относятся к области измерительной техники, а именно к датчикам регистрации колебаний, генерируемых сейсмическими волнами от источников естественного и искусственного происхождения, которые могут быть использованы в технике электроакустических преобразователей. Пьезодатчик колебаний представляет собой устройство, содержащее пьезоэлемент и груз, в которое дополнительно введены металлическое основание и резиновая прокладка, причем резиновая прокладка выполнена в форме круга, а груз в форме кольца. Предложенные изменения в конструкции датчика позволяют повысить его механическую устойчивость, упростить конструкцию и технологию изготовления, а так же сократить время изготовления датчика.

Предлагаемые для рассмотрения материалы заявки относятся к области измерительной техники, а именно к датчикам регистрации колебаний, генерируемых сейсмическими волнами от источников естественного и искусственного происхождения, которые могут быть использованы в технике электроакустических преобразователей.

Датчики колебаний на основе пьезоэлементов имеют широкое распространение в радиотехнических устройствах за счет возможности преобразования энергии колебаний в электрические сигналы. Так они используются в охранных извещателях, сейсмодатчиках и звуковых преобразователях.

Известен датчик, предложенный в патенте RU 71772 «Многолучевой вибропреобразователь», в котором источником колебаний служат пьезоэлектрические сенсоры. Но данная конструкция сложна в изготовлении.

Наиболее близким по целям применения и схеме к предлагаемому для рассмотрения датчику колебаний является «Датчик вибрации для охранного устройства» - Ю.Виноградов, «Датчик вибрации для охранного устройства», г.Москва, РАДИО 12, 1994, который был взят за прототип.

В прототипе основой датчика служит пьезоэлемент от звукоизлучателя ЗП-2, ЗП-4 или ЗП-5, припаянный одной из обкладок к фольгированной площадке печатной платы. Также конструкция прототипа предполагает наличие груза интегрированного в конструкцию датчика посредством консоли и стойки, выполненных из стальной проволоки. Выводами датчика служат фольговая площадка, к которой припаян пьезоэлемент, и впаянное в плату основание консоли.

Такая конструкция датчика вибрации имеет следующие недостатки:

1. длительность (время затратность) изготовления датчика;

2. необходимость изготовления конструктивных элементов сложной геометрической формы;

3. невысокая механическая устойчивость конструкции;

4. излишнее количество элементов в конструкции.

Техническими задачами предлагаемой для рассмотрения конструкции датчика колебаний являются:

1. уменьшение времени изготовления датчика;

2. простота изготовления датчика;

3. высокая механическая устойчивость конструкции;

4. снижение количества элементов конструкции.

Поставленные цели достигаются тем, что в устройство, содержащее пьезоэлемент и груз, вводятся: металлическое основание и резиновая прокладка, причем резиновая прокладка выполнена в форме круга, а груз в форме кольца.

Результаты предлагаемых технических решений заключаются в уменьшении времени изготовления, за счет того, что элементы монтируются вплотную друг на друга, что исключает необходимость дополнительных измерений и расчетов. В свою очередь, такой монтаж элементов, наряду с использованием металлического основания вместо фольгированного стеклотекстолита, обеспечивает более высокую механическую устойчивость конструкции. Простота изготовления датчика достигается благодаря использованию элементов конструкции простых геометрических форм: так резиновая прокладка имеет форму круга, а груз имеет форму кольца. Снижение количества элементов реализуется посредство замены двух составляющих конструкции (консоли и стойки) одной - резиновой прокладкой.

Указанные новые составляющие конструкции, а именно, металлическое основание и резиновая прокладка имеющая форму круга, а также применение груза в форме кольца, являются новыми и неизвестными из уровня техники.

Таким образом, предлагаемое для рассмотрения техническое решение является новым.

Конструкция, предлагаемого для рассмотрения пьезодатчика колебаний, поясняется на Фиг.1, где

1 - груз;

2 - резиновая прокладка;

3 - пьезоэлемент;

4 - металлическое основание;

5 - поверхность.

Пьезоэлемент 3 крепится с помощью клея к металлическому основанию 4. С другой стороны к пьезоэлементу 3 крепится груз 1. Между пьезоэлементом 3 и грузом 1 помещается резиновая прокладка 2.

Пьезодатчик колебаний работает следующим образом. Вибрация поверхности 5 через металлическое основание 4 передается на пьезоэлемент 3. Под воздействием вибрации на выходах пьезоэлемента 3 образуется электрический сигнал, который может быть передан для дальнейшей обработки. Резиновая прокладка 2 с грузом 1 используются в качестве демпфирующего устройства.

Достоинствами нашего датчика колебаний являются простота его изготовления при небольшом количестве элементов и механическая устойчивость конструкции.

Данный пьезодатчик колебаний является составляющей частью изделия, регистрирующего колебания в определенной полосе частот. Это изделие было разработано и испытано в ЗАО «Комплексный технический сервис» в г.Санкт-Петербурге. Устройство успешно прошло испытания и ведется подготовка к серийному выпуску изделия. Таким образом, предлагаемое для рассмотрения техническое решение является промышленно применимым.

Заявитель просит рассмотреть представленные материалы заявки на предмет выдачи патента РФ на полезную модель.

Пьезодатчик колебаний, содержащий пьезоэлемент и груз, отличающийся тем, что в его конструкцию введены: основание, выполненное из металла, и резиновая прокладка, имеющая форму круга, а груз выполнен в форме кольца.