Устройство для измерения параметров вибрации

Полезная модель относится к области измерительной техники, а более конкретно к измерительным элементам линейного ускорения. Техническим результатом является регулирование амплитуды колебаний инертной массы за счет магнитного подвеса. Устройство содержит корпус, в котором расположен источник света. Противоположно источнику света установлены фотоэлементы. Обмотка, необходимая для создания магнитного подвеса, располагается за пределами корпуса. Чувствительный элемент, в виде инертной массы, расположен в центре корпуса на направляющей. Фотоэлементы соединены с амперметрами, которые подключены к цифровой системе измерения на основе микропроцессора, позволяющей анализировать результаты. Это позволяет расширить функциональные возможности за счет применения магнитного подвеса, и регулировать амплитуду колебаний инертной массы.

Полезная модель относится к области измерительной техники, а более конкретно к измерительным элементам линейного ускорения.

Известен акселерометр (RU 2441247 C1 G01P 15/13 2012 г.), содержащий подвижную пластину - маятник на упругом подвесе. На маятнике закреплены катушки датчика момента, а на неподвижной части - магниты и полюсные наконечники, при этом к торцам магнитов крепятся вставки из пермаллоя. Между вставкой и основным магнитопроводом имеется круговой воздушный зазор. В основном (рабочем) зазоре, образованном магнитопроводом и полюсным наконечником, помещается катушка датчика момента. Зазор между маятником и неподвижными частями магнитопровода (боковые пластины) обеспечивается с помощью трех платиков (выступов) с каждой стороны опорного кольца центральной кварцевой пластины. В качестве демпфирующего газа используется гелий, а между упругим подвесом и магнитопроводом введены алюминиевые вставки, что увеличивает теплоотдачу и повышает точность нулевого сигнала и надежность работы акселерометра.

Недостатком такой конструкции является ее сложность, ограниченные функциональные возможности.

Известен так же акселерометр (RU 2441246 C1 G01P 15/13 2012 г.), содержащий центральную кварцевую пластину, которая содержит маятник на упругом кварцевом подвесе и опорное кольцо с выступами, обеспечивающими рабочий зазор. На маятнике с двух сторон имеется напыление из токопроводящего материала, которое с неподвижными поверхностями боковых пластин образует основной дифференциальный емкостной датчик положения маятника, работающего в составе обратной связи акселерометра.

Недостатком такой конструкции является ограниченные функциональные возможности.

Известен датчик ускорения (RU 2280876 C1 G01P 15/093 2006 г.), содержащий корпус, две пластины, установленные в корпусе на одной оси с возможностью углового перемещения относительно корпуса и имеющие смещение центра тяжести относительно оси, магнитные демпферы колебаний пластин, переключатель в виде обращенных друг к другу источника излучения и фотоприемника, ограничители угловых перемещений пластин, один или несколько грузов, установленных, по крайней мере, на одной пластине. При этом источник излучения с фотоприемником закреплены на одной из пластин таким образом, чтобы их расположение было соосно, а плоскость второй пластины проходила в зазоре между ними. Поверхность второй пластины имеет, по крайней мере, одно отверстие, обеспечивающее освещенность фотоприемника посредством источника излучения при повороте пластин относительно друг друга.

Недостатком такой конструкции является ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели относится устройство для измерения виброускорений (RU 2454645 C1 G01P 15/093 2006 г.) содержащее корпус, в котором расположен чувствительный элемент в виде консольной балки из упругой пластины, на которой расположен груз с возможностью его перемещения и фиксации на поверхности балки. На конце консольной балки жестко закреплено плоское зеркало. На боковой поверхности корпуса выполнено отверстие для размещения конца волоконно-оптического информационного преобразователя, выполненного в виде источника света, в виде излучающего световода, и приемника света, в виде приемного световода, сгруппированного по мозаичной оптической схеме. Зеркальная поверхность плоского зеркала расположена со стороны торцевой поверхности волоконно-оптического преобразователя, перпендикулярна зеркальной поверхности плоского зеркала.

Недостатком этого изобретения является ограниченные функциональные возможности.

Задача полезной модели - расширение функциональных возможностей за счет применения магнитного подвеса инертной массы.

Технический результат - регулирование амплитуды колебаний инертной массы за счет магнитного подвеса.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения параметров вибрации, содержащим корпус, в котором расположен источник света, приемник света и чувствительный элемент, согласно полезной модели на корпусе расположена обмотка с возможностью создания магнитного подвеса, а чувствительный элемент, выполнен в виде инертной массы и расположен в центре корпуса на направляющей, при этом первый приемник света соединен с первым амперметром, а второй приемник света - со вторым амперметром, которые соединены с цифровой системой измерения.

Кроме того, согласно полезной модели, приемники света могут быть выполнены в виде фотоэлементов.

Кроме того, согласно полезной модели, цифровая система измерения может содержать амперметры.

Сущность устройства поясняется чертежом. На фиг. 1 изображена схема устройства. На фиг. 2 показана схема устройства для понятия принципа действия.

Устройство содержит корпус 1, в котором расположен источник света 2. Противоположно источнику света установлены фотоэлементы 3 и 4. Обмотка 5, необходимая для создания магнитного подвеса, расположена за пределами корпуса 1. Чувствительный элемент, в виде инертной массы 6, расположен в центре корпуса 1 на направляющей 7. Фотоэлементы 3 и 4 соединены с амперметрами 8 и 9, которые подключены к цифровой системе измерения на основе микропроцессора 10, позволяющей анализировать результаты.

Устройство работает следующим образом. На обмотку 5 подается напряжение, достаточное для обеспечения магнитного подвеса инертной массе 6. Устройство основано на динамическом принципе измерения (Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара: Справочник. В 2-х кн. Кн. 1/ Под ред. В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 1978. с. 38). Искусственной неподвижной точкой будет являться инертная масса 6. Магнитный подвес обеспечивает инертной массе 6 расположение в центре устройства. Направляющая 7 проходит через центр масс инертной массы, и позволяет инертной массе совершать колебания только в одной оси, тем самым инертная масса не выйдет из магнитного повеса. При состоянии равновесия (отсутствие возбуждающих колебаний), тень, падающая на фотоэлементы, затемняет равные площади. Амперметры 8 и 9 показывают равные значения, следовательно, колебания отсутствуют.

При возникновении возбуждающих колебаний происходит отклонение инертной массы от положения равновесия (фиг. 2). На один из фотоэлементов начинает попадать большее количество света, чем на другой, следовательно, показания амперметров изменяться. Разность показания амперметров зафиксирует цифровая система измерения 10.

При увеличении амплитуды возбуждающих колебаний жесткость магнитного подвеса можно регулировать, увеличив или уменьшив подаваемое напряжение на обмотку 5. Что бы магнитный подвес стал жестче необходимо на обмотку 5 подать большее напряжение. Более жесткий магнитный подвес уменьшает амплитуду колебаний инертной массы 6. Поэтому амплитуда колебаний инертной массы будет меньше амплитуды возбуждающих колебаний, но будет пропорциональна им.

Итак, заявляемая полезная модель позволяет расширить функциональные возможности за счет применения магнитного подвеса, и регулировать амплитуду колебаний инертной массы.

1. Устройство для измерения параметров вибрации, содержащее корпус, в котором расположен источник света, приемник света и чувствительный элемент, отличающееся тем, что на корпусе расположена обмотка с возможностью создания магнитного подвеса, а чувствительный элемент выполнен в виде инертной массы и расположен в центре корпуса на направляющей, при этом первый приемник света соединен с первым амперметром, а второй приемник света - со вторым амперметром, которые соединены с цифровой системой измерения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что приемник света выполнен в виде фотоэлементов.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что цифровая система измерения, выполненная на базе микропроцессора, содержит амперметры.

РИСУНКИ