Преобразователь крутильных колебаний преимущественно для нитеподобных образцов

 

Изобретение относится к акустическим методам измерения физико-механических свойств материалов. Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения, работы с образцами некруглой формы благодаря снабжению преобразователя дополнительной парой пьезоэлементов и оправкой. Участок нитеподобного образца 9 жестко закрепляется в полости оправки 8, вьтолненной в виде . цилиндрической трубы. Вокруг оправки, прижимаясь к ней рабочими поверхностями , расположены две пары идентичных пьезоэлементов 2 и 3, 4 и 5. Акустические оси каждой пары параллельны и расположены в одной плоскости , перпендикулярной оси оправки 8. В режиме возбуждения на пьезоэлементы через электрически связанные с ними.соответствующие токоподводы 6 подаются синфазные переменные напряжения В результате образец 9 совершает крутильные колебания вокруг центра масс, а оправка 8 - сложные .колебания, которым .пьезоэлементы 2,3, 4 и 5 не препятствуют благодаря наличию между ними и корпусом 1 упругих элементов 7, позволяющих ин перемещаться вдоль прямой, перпендикулярной их .акустическим .осям и оси оправки 8, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. f j -, Ю с е а ; со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„.,80„„1467498

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4273141/25-28 (22) 01.07.87 (46) 23.03.89. Бюл. У 11 (71) Специализированное конструкторское бюро с опытным производством

Отдела теплофизики AH УЗССР (72) А.Л.Бурнаев и О.Ш.Хакимов (53) 620. 179. 16 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 474730, кл. С 01 N 29/00, 1972 .

Авторское свидетельство СССР

9 1310713, кл. С Qi N 29/00, 1985. (54) .ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ НИТЕПОЛОБНЫХ ОБРАЗЦОВ (57) Изобретение относится к акустическим методам измерения физико-механических свойств материалов. Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения работы с образцами некруглой формы благодаря снабжению преобразователя дополнительной парой пьезоэлементов (51)4 С 01 N 29/00 В 06 В f/06 и оправкой. Участок.нитеподобного образца 9 жестко закрепляется в полости оправки 8, выполненной в виде цилиндрической трубы. Вокруг оправки, прижимаясь к ней рабоними поверхнос-. тями, расположены две пары идентичных пьезоэлементов 2 и 3, 4 и 5.

Акустические оси каждой пары параллельны и расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси оправки

8. B режиме возбуждения на пьезо-. элементы через электрически связанные с ними. соответствующие токоподводы 6 подаются синфазные переменные напряжения. В результате образец 9 совершает крутильные колебания во- а круг центра масс а оправка 8 — сложные .колебания, которым, пьезоэлементы

2,3, 4 и 5 не препятствуют благодаря наличию между ними и корпусом 1 уп- ( ругих .элементов 7,.позволяющих ии перемещаться вдоль прямой, перпендикулярной их .акустическим .осям и оси а оправки 8. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. фа

1467498

40

50

Изобретение относится к акустическим методам измерения физико-механических свойств материалов и может быть использовано при контроле физико-механических свойств образцов, в частности образцов нитеподобных ма-, териалов (полимерных волокон, нитей), в том числе и некруглой..формы.

Цель изобретения,- расширение области применения аа счет обеспече" ния работы с образцами некруглой формы.

На чертеже схематично представлен

:преобразователь крутильных колебаний преимущественно для нитеподобных образцов.

Преобразователь крутильных -колебаний преимущественно для нитеподобных образцов содержит корпус 1, ус= тановленные в корпусе 1 две пары идентичных пьезоэлементов 2 и 3, 4 и 5 и электрически связанные с пьезоэлементами 2-5 токоподводы 6.

Преобразователь также содержит установленные между корпусом 1 и.пьезоэлементами 2-5 упругие элементы 7.

Кроме того, преобразователь содержит выполненную. в виде цилиндрической . трубы оправку 8. Оправка 8 зажата между рабочими поверхностями всех пьезоэлементов 2-5. Акустические оси.пар пьезоэлементов 2 и 3, 4 и

; 5 параллельны и расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси оправки 8. Упругие элементы 7 обеспечивают возможность перемещения пьезоэлементов 2-5 относительно корпуса

1 по направлению к оправке 8i В ходе работы в оправка 8 жестко закрепляется образец 9, например, с помощью клея 10.. Кроме того, акустические оси.пары пьезоэлементов 2 и 3 перпендикулярны акустическим осям пары пьезоэлементов 4 и 5.

Преобразователь работает следующим образом.

Участок образца 9, например полимерной. нити, вводится в оправку 8 и жестко в ней закрепляется, например, с помощью клея 10 так, что ось образца 9 параллельна оси оправки 8. При работе в режиме возбуждения на пьезоэлементы 2-5 через соответствующие токоподводы 6 подаются синфазные переменные напряжения. Под их воздействием пьезоэлементы 2-5 совершают продольные колебания, в результате которых в зоне контакта с оправкой 8 формируются силы, возбуждающие в последней крутнльные колебания. Так как ось образца 9„ проходящая через его центр масс, находящийся, например, в точке Д, в общем случае не совпадает с осью оправки 8, проходящей через точку О,, в образце 9 возбуждаются сложные колебания (крутилькые и изгибные).

Для воэбужденид в образце 9 чисто крутильных колебаний необходимо, чтобы крутильные колебания оправки в плоскости чертежа совершались не вокруг точки О, а вокруг точки Д.

С помощью осциллографа наблюдают электрический сигнал, .соответствующий крутильной моде колебаний. Подбором необходимого соотношения амплитуд

2р напряжений, питающих пьезоэлементы 2 и 3, добиваются максимальной вели-. чины наблюдаемого сигнала. Затем подбором необходимого соотношения амплитуд напряжений, питающих пьезоэлементы 4 и 5, вновь добиваются максимальной величины наблюдаемого сигнала. Амплитуды напряжений А, Ад, А и А, питающих соответственно пьезоэлементы 2, 3, 4 и 5, удовлет30 воряют при этом условиям

Аг АД1 А ВД 2

Аз Д„Б Аю ДяГ где АД, — расстояние между точкой контакта пьезоэлемента 2 с оправкой 8 и проекцией точки Д на линию, соединяющую точки контакта пьезоэлементов 2 и 3;

Д,Б — расстояние между точкой контакта. пьезоэлемента 3 с оправкой 8 и проекцией точки Д на линию, соединяющую точки контакта пье». зоэлементов 2 и 3;

ВД вЂ” расстояние между точкой контакта пьезоэлемента 4, с оправкой 8 и проекцией точки Д на линию, соединяющую точки контакта пьезоэлементов 4 и 5;

Д Г вЂ” расстояниемежду точкой контакта пьезоэлемента 5 с оправкой 8 и проекцией точки Д на линию, соединяющую точки контакта пьезоэлементов 4 и 5.

Образец 9 в этом случае совершает чисто крутильные колебания вокруг

Составитель 13.Гондаревский

Техред М.Дидык Корректор M.Ñàì6oðñêàÿ

Редактор Н. Тупица

Заказ 1191/42 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

3 1467498

4 своей оси, а оправка 8 совершает корпусом и пьезоэлементами и обеспесложные колебания. Поступательные чивающие возможность перемещения колебания оправки 8 в плоскости акус-. пьезоэлементов в плоскости их акуститических осей пьезоэлементов обеспе- ческих осей отличающийся

5 чиваются упругими элементами 7. При тем, что, о целью расширения области работе преобразователя в режиме прие- применения sa счет обеспечения работы ма крутильных колебаний образца 9 с образцами некруглой формы, он снабони передаются пьезоэлементами 2-5 . жен двумя дополнительными идентичныи преобразуются ими в электрический 1g ми пьезоэлементами продольных колесигнал.. Перпендикулярное расположение баний, электрически связанными с до1 осей пар пьезоэлементов 2 и 3, 4 и 5; полнительными. пьезоэлементами дополобеспечивает оптимальный режим рабо- . нительными токоподводами, дополниты преобразователя.. тельными упругими элементами, устаПреобразователь крутильных коле- 15 новленными между корпусом и дополниI баний позволяет возбуждать и прини- тельнйми пьезоэлементами, и установмать крутильные колебания в полимер- ленной между пьезоэлементами оправных нитях некруглой формы и исследо- кой, выполненной в виде цилиндричесвать параметры этих колебаний, в ре- кой трубы и предназначенной для жестзультате чего появляется возможность 20 кого закрепления в ней образца, дооценить физико-химические свойства полнительные пьезоэлементы устайовэтой нити, например динамический лены в корпусе с возможностью перемодуль сдвига. мещения в плоскости их акустических

Ф о р и у л а и з î 6 р е т е н и я осей так, что их акустические оси

25 параллельны и лежат в одной плоскос1. Преобразователь крутильных ко- ти с акустическими осями основных лебаний преимущественно для нитепо- пьеэоэлементов перпендикулярной оси добных образцов, содержащий корпус, оправки. два идентичных пьезоэлемента продоль- 2. Преобразователь по п.1, о т— ных колебаний, установленных в кор- 30 л и ч а ю шийся тем, что дополпусе так, что их акустические оси нительные пьезоэлементы установлены параллельны, электрически связанные в корпусе так, что их акустические с пьезоэлементами токоподводы и упру- оси перпендикулярны акустическим гие элементы, установленные между осям основных пьезоэлементов.