Трехкомпонентный вибропреобразователь

 

Изобретение относится к виброметрии и может быть применено в сейсмометрии, инженерной сейсмологии и при испытании прецизионных изделий. Целью изобретения является упрощение конструкции, его наладки и повышение точности за счет исключения влияния упругого подвеса на пьезоэлемент. Положительный эффект достигается за счет того, что упругий подвес в виде струн подсоединен с одной стороны к центру грани инерционного элемента, а с другой - к центру мембраны, к которой прикреплен пьезоэлемент. Такое соединение позволяет исключить влияние подвеса непосредственно на пьезоэлемент, увеличить площадь рабочей поверхности пьезоэлемента и упростить сборку и настройку вибропреобразователя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

CO)03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (sI)s G 01 Н 1/04

ГОСУДАРСТВЕ Н<ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4435693/24-28 (22) 06.06.88 (46) 23.08.90. Бюл. гв 31 (71) Львовский политехнический институт им, Ленинского комсомола (72) Е.П,Пистун, О.M,Äðóæáëÿê, Н.А.Колодий и А.Б.Прокопец (53) 531.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 834404, кл. G 01 Н 1./04, 1979. (54) ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ ВИБРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к виброметрии и может быть применено в сейсмометрии, инженерной сейсмологии и при испытании

Изобретение относится к. виброметрии и может быть применено в сейсмометрии, инженерной сейсмологии и при испытании прецизионных изделий.

Цель изобретения — упрощение конструкции, его наладки и повышение точности за счет исключения влияния упругого подвеса на пьезоэлемент, На чертеже представлена схема трехкомпонентного. вибропреобразователя.

Вибропреобразователь состоит из кубического корпуса 1, кольцевых круглых упругих одинаковой толщины по всей площади мембран 2, закрепленных на гранях корпуса 1 симметрично центру его граней, кольцевых пьезоэлементов 3, закрепленных на мембранах 2 по всей площади (например, склейкой) симметрично их центрам, инерционного кубического элемента 4, расположенного в центре корпуса

1. Центры граней инерционной массы 4 при„„5U „„1587344 А1 прецизионных изделий. Целью изобретения является упрощение конструкции, его наладки и повышение точности за счет исключения влияния упругого подвеса на пьезоэлемент. Положительный эффект достигается за счет того, что упругий подвес в виде струн подсоединен с одной стороны к центру грани инерционного элемента, а с другой — к центру мембраны, к которой прикреплен пьезоэлемент. Такое соединение позволяет исключить влияние подвеса непосредственно на пьезоэлемент, увеличить площадь рабочей поверхности пьезоэлемента и упростить сборку и настройку вибропреобразователя. 1 з.п,ф-лы, 1 ил. креплены к центрам мембран 2 посредством упругого подвеса в виде струн 5. Пьезоэлементы 3 прикреплены к мембране 2 разнополяризационными сторонами для каждой пары противоположных граней кор-, пуса 1.

Причем диаметр отверстия в мембране

2 выполнен по диаметру струны 5, а струна

5 к мембране 2 прикреплена с помощью, например; завязанного на струне 5 узла.

Внутренний диаметр кольцевых пьезоэлементов 3 больше диаметра узла струны 5 на

1 — 2 мм. Кроме того, внутреннее пространство преобразователя заполнено сжатыми поролоновыми вкладышами 6.

Вибропреобразователь работает следующим образом.

При вибрационном движении корпуса 1 трехкомпонентного вибропреобразователя в одном из возможных направлений (направление показано стрелкой) инерцион1587344 ная масса 4 воздействует через струны 5 на тонкие упругие мембраны 2, Действие инерционной массы 4 на пары мембран 2, параллельных вибровоздействию, происходит через струны 5, работаю- 5 щие на изгиб, имеющие малую поперечную жесткость, вызывает незначительный их прогиб в одну сторону, а действие же инерционной массы 4 на пару мембран 2, пер- . пендикулярных вибровоздействию, 10 происходит через струны, работающие на растяжение, имеющие большую жесткость, вызывает значительный их прогиб в разные стороны, При этом возникающие заряды на парах соединенных параллельно противо- 15

- лежащих пьезоэлементах 3 в связи с прикреплением их к мембранам 2 разнополяризационными плоскостями и изгибом в одинаковую сторону компенсируются, а в разные стороны — суммируются, Причем си- 20 ловов воздействие инерционной массы 4 посредством струны 5 происходит через прогиб мембраны 2, что уменьшает погрешность измерения, Механическое крепление струн 5 к мембранам 2 с помощью узлов 25 значительно уменьшает боковую погрешность из-за отсутствия перекосов мембран

2 и их равномерного прогиба. Боковая чувствительность также уменьшается из-за того, что усилия струн 5 от воздействия 30 инерционной массы 4, направленные по радиусу к мембранам 2, не передаются на чувствительные пьезоэлементы 3, так как мембраны 2 в этом направлении являются абсолютно жесткими. Применение в пред- 35 лагаемом устройстве мембран 2, вся площадь которых упругая, и увеличение площади кольцевых чувствительных пьезоэлементов 3 за счет уменьшения внутренне40 го диаметра (Сг-С = 1 — 2 мм) увеличивают чувствительность преобразователя в измеряемом направлении, соответственно уменьшаются погрешности в направлениях, перпендикулярных к вибровоздействиям.

Для расширения частотного диапазона преобразователя и обеспечения оптимального демпфирования его инерционной массы 4 использованы поролîíовые вкладыши 6, которые перед сборкой преобразователя предварительно сжимаются и приклеиваются одной стороной к корпусу 1, а другой стороной — к граням инерционной массы 4.

Формула изобретения

1. Трехкомпонентный вибропреобразователь, содержащий кубический корпус, размещенные в центрах его плоскостей мембраны с установленными на них пьезоэлементами, инерционный кубический элемент, расположенный в центре корпуса, и упругий подвес в виде струн, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения конструкции, его наладки и повышения точности, мембраны выполнены круглыми, одинаковой толщины и упругими по всей площади, геометрические центры мембран соединены с центрами соответствующих плоскостей инерционного элемента с помощью струн упругого подвеса, а пьезоэлементы выполнены кольцевыми и закреплены на мембранах по всей их плоскости, 2. Вибропреобразователь по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, внутреннее пространство между инерционным элементом и корпусом заполнено предварительно сжатым поролоном.

1587344

Составитель В.Евстратов

Редактор Н.Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Заказ 2412 Тираж 419 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101