Вибропреобразователь

 

Изобретение относится к виброиспытательной технике и может быть использовано в качестве вибропреобразователя при контроле вибраций. Цель изобретения - повышение чувствительности за счет использования твердотельной конструкции. Последняя выполнена в виде монолитной пьезотрубки с цилиндрическими электродами . Она закреплена по оси симметрии на призматических опорах. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (! i) f5 )g B 06 B 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4876622/28 (22) 12.10.90 (46) 15.09.92. Бюл. и 34 (71) Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (72) Г.Н.Сунцов и Л.В.Новиков (56) Авторское свидетельство, СССР

N 304447, кл. С 01 H 3/06 1970.

Авторское свидетельство СССР

N 605118, кл. В 06 В 1/06, 1976.

Изобретение относится к контрольной и измерительной технике и может быть использовано для измерения вибраций s экспериментальной аэродинамике, легкой и пищевой промышленности, а также в агропромышленном комплексе.

Известен вибропреобразователь, содержащий консольно прикрепленную к основанию пластину, состоящую из двух пьезоэлементов и вторую такую же пластину жестко прикрепленную к осно1 ванию симметрично первой, при этом два пьезоэлемента различных пластин включены согласно по отношению к направлению поляризации, а два других пьезоэлемента - встречно, Недостатками известного вибропреобдазователя является наличие склеенных поверхностей пьезоэлементов с металлической консольной балкой. В этой конструкции возникают сдвиговые напряжения, значительный гистерезис, обусловленный неоднородностью конструкции (четыре пьезоэлемента, клей, 2 (54) ВИБ РОПР ЕОБРАЗОВАТ ЕЛЬ (57) Изобретение относится к виброиспытательной технике и может быть использовано в качестве вибропреобразователя при контроле вибраций.

Цель изобретения — повышение чувствительности за счет использования твердотельной конструкции. Последняя выполнена в виде монолитной пьезотрубки с цилиндрическими электродами. Она закреплена по оси симметрии на призматических опорах. 1 ил. металлическая консоль). Кроме того, такой вибропреобразователь имеет существенные массу и габариты. Эти недостатки снижают чувствительность, точность и надежность получаемой при измерениях информации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вибропреобразователь, содержащий корпус и приемный элемент, включающий радиально поляризованную цилиндрическую трубку обращаемой торцевой частью к исследуемому объекту, с электродами на цилиндрической части и расположенного в ней электрически изолиро" ванного и поляризованного по длине пьезоэлектрического стержня с электродами на торцах.

Недостатком этого вибропреобразователя является низкая чувствительност ь °

Целью изобретения является повышение чувствительности.

17613

Использование виброприемника предложенной конструкции позволяет увеличить чувствительность измерительного канала в 1,5-2 раза, точность и надежность получаемых результатов измерений на 30-403, а в отдельных наиболее сложных случаях в 2-3 раза.

При этом повышается производительность труда, сокращается число экспериментов, ускоряется выдача рекоменда ций, Поставленная цель достигается тем, что предложенный вибропреобразователь содержит монолитный пьезоэлектрический трубчатый элемент с радиальной поляризацией, расположенные на нем электроды и контактируоций по периметру средней части указанного элемента узел крепления, но кроме того 20 узел крепления выполнен в виде призматического. полукольца из жесткого диэлектрика, оппозитно установленного с ним, упругого полукольца, контактирующих с ними металлических подпятников 25 и демпфируоцей оппозитно установленной относительно призматического полукольца .прокладки.

Предложенный вибропреобразователь обладает новизной, т.к. придает про- 30 тотипу новое. качество - повышает чув" ствительность, а также точность и надежность результатов измерений вибраций.

Это достигается за счет того, что в бропреобразователь однороден, в нем, отсутствует склейка, приводящая к возникновению сдвиговых напряжений, которые создают дополнительные помехи полезному сигналу. 40

Предложенный вибропреобразователь имеет малый гистерезис, который обусловлен только свойствами керамики, из которой изготовлена трубка. Кроме .того он обладает малым коэффициентом 45 нелинейности, низкой боковой чувствительностью и низким пироэФФектом, что обусловлено зажатием трубки в средней части в вертикальной плоскос" ти между призматическими полукольцами из изоляционного материала и упру" гим прижимаоцим кольцом, образуацим основание.

На чертеже приведена конструктивная схема предлагаемого вибропреобразователя.

Вибропреобразователь предложенной конструкции состоит из консольно ус-, !

02 тановленного на опоре 1 пьезоэлемента 2, выполненного в виде монолитной пьезоэлектрической трубки. На внутренней поверхности трубки 2 нанесен тонкий слой серебра 3, что делает эту поверхность токопроводной. На внешней поверхности трубки 2 нанесен тонкий слой серебра в форме полуцилиндра 4 (верхняя- часть трубки) и по" луцилиндра 5 (нижняя часть трубки).

Эти полуцилиндры электрически не связаны между собой, они разделены в горизонтальной плоскости и образуют два токосъемника.

В процессе изготовления трубки 2 токосъемники 4 и 5 объединяют и подают на общий электрод отрицательный, а на внутренний слой серебра 3 поло" жительный полюс поляризующей батареи.

Происходит радиальная поляризация трубки 2.

Трубка 2 в вертикальной плоскости . в своей средней части 6 укреплена на призматическом основании 1, которое выполнено из изоляционного материала, например, из кварцевого стекла в фор" ме полукольца. Радиус этого полукольца на 10-153 больше внутреннего радиуса трубки, что позволяет осуществить прилегание трубки к прйзме на коротком отрезке дуги окружности.

Сверху трубка прижата к полукольцу

1 спиральной пружиной 7, которая в поперечном сечении имеет форму эллипса и дополняет полукольцо основания

1 до полного слегка приплюснутого .кольца. Зазоры между полукольцами 1 и 7 заполнены эластичным заполнителем

8, например, герметиком УТ-34.

В точках прилегания трубки 2 к призме 1 и в точке прилегания трубки 2 к пружине 7 установлены металлические подпятники 9 и 10, которые служат для подключения проводников

11 и 12 токосъема.

На концах трубки 2 установлены вольфрамовые грузы 13 и 14, которые позволяют увеличить чувствительность вибропреобразователя. формула и э о б р е т е н и я

Вибропреобразователь, содержащий монолитный пьезокерамический трубчатый элемент с радиальной поляризацией, расположенные на нем электроды и контактируоций по периметру средней части указанного элемента узел креплеСоставитель Л. Новиков

Техред И. Иоргентал Корректор Л,Ливринц

Редактор И,Васильева

Заказ 3211

Тираж

Лодписное

В11ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

1761302 ния, о т.л и ч а ю шийся тем, . ленного с им, упругого полукольца, что, с целью повышения чувствитель- контактирующих с ними металлических ности, узел крепления выполнен в ви- подпятников и демпфирукщей, оппозитно де призматического полукольца из жест- установленной относительно призмати5 кого диэлектрика, оппозитно установ- ческого полукольца прокладки.