CS251248B2 - Piezoelectronic transducer - Google Patents

Description

Vynález se týká piezoelektrického snímače axiálního ty-pu.

Jde o snímač ze skupiny akcelerometrů, kterými se mořímechanické charakteristiky a vyšetřují kmitavé pohyby pohybu-jících se těles a soustav.

Jsou známá různá konstrukční provedení axiálních piezo-elektrických snímačů, které obecně sestávají z válcového pouz-dra, v němž je uložena setrvačná hmota a které je upevněno natělese, jehož kmity se mají zjišíovat. Setrvačná hmota, kteráv důsledku své setrvačnosti má snahu si zachovat svůj stav asmysl pohybu, působí při kmitavých pohybech pulzujících tlakemna piezoclektric ký kotouč nebo svazek piezoelektrických ko-toučů, které převádějí pulsní pohyby setrvačné hmoty lineárněna napěíové elektrické impulsy.

Nevýhodou.takových snímačů je skutečnost, že neaktivníhmota snímače, kterou tvoří převážně pouzdro snímače a kteráje větší než aktivní setrvačná hmota, mění charakteristikyvibračního pohybu zkoumaného tělesa, zejména v případě malýchtěles, protože její hmotnost se přičítá ke hmotnosti vyšet-řovaného tělesa, na níž závisí amplituda a frekvence kmitů.

Aby se zmenšil poměr neaktivní hmoty snímače, tedy jeho pouz-dra, k aktivní setrvačné hmotě, bývá setrvačná hmota vyrobe-na z drahých vzácných kovů jako je wolfram, osmium nebo iri-dium, které mají velkou hustotu, takže objem setrvačné luno tyje menší a velikost i hmotnost pouzdra může být rovněž inalá. 251248

Uvedené nevýhody jsou odstraněny u piezoelektrickéhosnímače typu podle vynálezu, jehož podstatou je, že je tvo-řen dotekovým členem opatřeným kotoučem, tvořeným dvěma pi-ezoelektrickými prstenci o stejné polaritě a orientovanýmik mezilehlému kotouči, upevněnému izolační objímkou na těs-nicí zátce válcového tělesa.

Další podstatou vynálezu je, že válcové těleso je vy-tvořeno jako Faradayova klec. > U piezoelektrického snímače podle vynálezu nejsou sní-mané vibrace ovlivněny zvětšováním hmotnosti kmitajícího tě-lesa o parazitní neaktivní hmotu pouzdra snímače.

Snímač podle vynálezu je konstrukčně jednoduchý, výrob-ně snadný a levný, jeho hmotnost je omezena prakticky nahmotnost setrvačné hmoty, takže nemá vliv na průběh vyšetřo-vaných kmitů, jo funkčně naprésto spolehlivý a neobsahujeslitiny drahých kovů, které by zvyšovaly jeho výrobní cenu. Příklad provedení piezoelektrického snímače podle vyná-lezu je znázorněn na výkrese, na němž je snímač zobrazen vosovém řezu.

I

Piezoelektrický snímač je tvořen dotekovým čepem 1opatřeným opěrným kotoučem a přecházejícího ve spojovacíválec b, na nějž navazuje šestihran c zakončený závitovýmnástavcem d k upevnění na neznázorněné těleso, jehož kmitysp mají měřit. Na opěrném kotouči £ dotekového Čepu 1. jeuloženo nejméně jedno čidlo A sestávající ze dvou piezo- 251248 3 - elektrických prstenců 2, jejichž strany se stejnou polaritouse dotýkají středového kotouče £ mezilehlého kotouče 3_.Koncový úsek f mezilehlého kotouče 3 tvoří jeden z oboupólů snímače.

Mezilehlý kotouč 2 .1° připevněn izolační objímkou £ ksetrvačné hmotě R ve tvaru pouzdra, jehož válcové těleso £je na jednom konci opatřeno závitovým úsekem £. Závitovýúsek £ tvoří druhý pól snímače a současně slouží pro připo-jení snímače k neznázornčnému elektrickému vodiči, kterým sepřenášejí elektrické impulsy generované piezoelektrickýmiprstenci 2. Na druhém konci má válcové těleso £ tvořícísetrvačnou hmotu B vnitřní závit h, do něhož je zašroubovánatěsnicí zátka 6, kterou prochází dotekový čep 1. Uvnitř vál-cového tělesa £ je uložena předpjatá pružina 7, která můžemít tvar prstence nebo kotouče a přitlačuje čidlo A k opěr-nému kotouči a dotekového čepu £ a k setrvačné hmotě B.

Pro detekci a měření chvění na výkrese neznázořnčnéhopředmětu se piezoelektrický snímač upevní zašroubováním zá-vitového nástavce d dotekového čepu £ na předmět, snímač sepřipojí k měřiči vibrací, k osciloskopu, elektronickému mi-livoltmotru nebo k analyzátoru kmitočtu prostřednictvímstíněného kabelu, který se připojí pomocí kontaktní spojkyo rozměrech odpovídajících rozměrům závitového úseku £válcového tělesa 5 piezoelektrického snímače. 251248

Elektrický signál, stejně modulovaný jako kmitočetmechanických kmitá předmětu, na němž je snímač namontována o napětí úměrném zrychlení kmitů, získává se prostřednjtvím setrvačné reakce setrvačné hmoty A na čidlo A. 251248

Claims (2)

1. 5 PftEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Piezoelektrický snímač axiálního typu, vyznačujícíse tím, že je tvořen dotekovým čepem (1) opatřenýmopěrným kotoučem (a), tvořeným dvěma piezoelektrickýmiprstenci (2) o stejné polaritě a orientovanými k mezi-lehlému kotouči (3), upevněnému izolační objímkou (4)na těsnicí zátce (6) válcového tělesa (5)·
2. 2. Piezoelektrický snímač podle bodu 1, vyznačujícíse tím, že válcové těleso (5) j® vytvořeno jakoParadayova klec. Uznáno vynálezem na základě výsledků expertizy, provedenéStátním úřadem pro vynálezectví a ochranné známky, Bukureát* RO 1 výkres 251248