EA009298B1 - Вибродатчик - Google Patents

Вибродатчик Download PDF

Info

Publication number
EA009298B1
EA009298B1 EA200700355A EA200700355A EA009298B1 EA 009298 B1 EA009298 B1 EA 009298B1 EA 200700355 A EA200700355 A EA 200700355A EA 200700355 A EA200700355 A EA 200700355A EA 009298 B1 EA009298 B1 EA 009298B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
transducers
chamber
fluid
vibration
transducer
Prior art date
Application number
EA200700355A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200700355A1 (ru
Inventor
Ливне Ган
Сэвер-Йоан Микан
Лиор Нахом
Original Assignee
Спайдер Текнолоджис Секьюрити Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Спайдер Текнолоджис Секьюрити Лтд. filed Critical Спайдер Текнолоджис Секьюрити Лтд.
Publication of EA200700355A1 publication Critical patent/EA200700355A1/ru
Publication of EA009298B1 publication Critical patent/EA009298B1/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24Probes
    • G01N29/2481Wireless probes, e.g. with transponders or radio links
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02Analysing fluids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/14Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/014Resonance or resonant frequency
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/015Attenuation, scattering
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10Number of transducers
    • G01N2291/103Number of transducers one emitter, two or more receivers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Способ измерения вибрации по четырем или более равноудаленным точкам в камере, содержащий следующие действия: центрирование поверхности камеры вокруг центральной точки, заполнение внутренней поверхности камеры текучей средой, измерение вибрации текучей среды, поступающей по меньшей мере от четырех контрольных точек, примыкающих к поверхности камеры, причем по меньшей мере две контрольные точки расположены на первой оси, проходящей через центральную точку, и по меньшей мере две контрольные точки расположены на второй оси, проходящей через центральную точку.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к вибродатчику, содержащему ряд преобразователей, контактирующих с текучей средой, заключенной в камере датчика.
Уровень техники
Определение направления действия и/или силы вибраций позволяет получить ценную информацию в самых разнообразных областях техники, например, таких как построение сейсмограмм, прокладка туннелей и выявление случаев интрузии.
Обычный вибродатчик, известный из уровня техники, содержит преобразователь, контактирующий с заключенной в камеру текучей средой. При колебаниях этой среды вследствие воздействующих на камеру вибраций преобразователь выдает сигнал, получаемый специальным блоком обработки сигналов. Указанный блок обработки использует данный сигнал для оценки вибраций по их величине, частоте или вектору направления вдоль оси, проходящей через текучую среду.
Для оценки вибраций по нескольким осям включают вместе или поочередно ряд датчиков, каждый из которых имеет свою отдельную ось, при этом датчик поворачивают и/или перемещают относительно вибрации, как это описано в перечисляемых ниже патентах.
Так, в патенте США 4525819 Джон Эдуард Хартли (НагНеу, 6ο1ιη Еб\\шб) предлагает преобразователь сейсмоприемника, частично погруженный в текучую среду и распознающий горизонтальные сейсмические волны.
В патенте США 4334296 Эрнест М. Холл мл. (На11 1г., Егией М.) предлагает сейсмоприемник, содержащий наполненную текучей средой камеру, на гибких верхней и нижней стенках которой смонтированы преобразователи. Используют ряд сейсмоприемников, позволяющих получить выходные сигналы, зависящие от направления перемещений земной поверхности.
Сущность изобретения
В заявленном изобретении раскрыт вибродатчик, одновременно вырабатывающий выходные сигналы по нескольким осям вибрации и имеющий передающий вибрацию кожух, окружающий камеру, содержащую текучую среду и имеющую поверхность, по существу, контактирующую с текучей средой.
Согласно типовому варианту осуществления, датчик дополнительно содержит два или более спаренных вибропреобразователя, установленные вокруг камеры, каждый из которых имеет корпус, содержащий первый торец, второй торец и центральный осевой сегмент между первым и вторым торцами, проходящий через центр корпуса, причем каждый корпус имеет канал связи, взаимодействующий с блоком обработки сигналов.
Первый конец каждого преобразователя функционально связан с кожухом. Второй конец каждого преобразователя имеет преобразовательный элемент, функционально связанный с находящейся в камере текучей средой.
Согласно типовому варианту осуществления первая пара преобразователей и вторая пара преобразователей попарно соединены вокруг камеры таким образом, что первая ось проходит через первый преобразователь каждой пары, центр камеры и второй преобразователь каждой пары, при этом первая и вторая пары преобразователей выдают информацию о вибрации, поступающую из центра камеры.
Согласно типовому варианту осуществления оси, проходящие через первую и вторую пары преобразователей, лежат в одной плоскости и перпендикулярны друг другу. Применяемое здесь понятие «оси, лежащие в одной плоскости», относится к таким осям, которые проходят по одной плоской поверхности.
Согласно типовому варианту осуществления датчик содержит, по меньшей мере, третью ось, на которой находится пара преобразователей, спаренных аналогично первой и второй парам преобразователей.
Опционально по меньшей мере три из трех осей, проходящие через пары преобразователей, перпендикулярны друг к другу, характеризуя тем самым вибрации по осям X, Υ и Ζ.
Согласно другому типовому варианту осуществления каждый преобразователь в составе по меньшей мере одной пары преобразователей содержит усилитель для усиления вибраций.
Дополнительно в заявленном изобретении раскрыт способ измерения вибрации с использованием по меньшей мере одной первой пары и по меньшей мере одной второй пары преобразователей.
Применяемый здесь термин «текучая среда» означает «непрерывную аморфную субстанцию, демонстрирующую тенденцию к течению и принимающую форму емкости, в которую она помещена» (\\ огб \\ еЬ © 2005), и относится к любой жидкости или взвешенному в жидкости порошку, представляющим собой инертную массу, реагирующую на вибрации.
Применяемый здесь термин «вибрация» относится к реакции текучей среды, находящейся в камере, на происходящие вне камеры движение или колебания, которые зарождаются, среди прочих источников в механических или геологических системах, при этом давление, обусловленное вибрацией текучей среды, находящейся в камере, может быть измерено по частоте и по амплитуде (Наггк1 8йоск алб У1Ъга1юи НаибЬоок [Справочник по ударным и вибрационным нагрузкам] ΕίΓΐΠ Εάίΐίοη; Ебйеб Ъу Суп1 М. Наггк аиб А11ап С. Р1егао1).
Применяемый здесь термин «преобразователь» относится к устройству, преобразующему давление ударного или колебательного движения в оптический, механический или электрический сигнал, пропор
- 1 009298 циональный одному или большему числу параметров движения.
Применяемый здесь термин «преобразовательный элемент» относится к части преобразователя, которая обеспечивает преобразование давления колебательного движения в какой-либо сигнал (там же).
Таким образом, раскрыты вибродатчик и способ измерения вибраций, при этом датчик имеет два или более спаренных преобразователя, указанный датчик содержит заключенную в кожух камеру, а сама камера имеет центр, поверхность, все участки которой отстоят, по существу, на одинаковое расстояние от центра камеры, и некоторый объем виброчувствительной текучей среды, по существу, контактирующей с поверхностью.
Датчик дополнительно содержит две или более пары виброчувствительных преобразователей, причем каждый преобразователь каждой из двух или более пар предназначен для взаимодействия по меньшей мере с одним блоком обработки сигналов. Каждый преобразователь имеет корпус, содержащий первый торцевой участок, второй торцевой участок и центральный осевой сегмент, проходящий в осевом направлении через центр корпуса, между первым торцевым участком и вторым торцевым участком.
Первый торцевой участок функционально связан с поверхностью камеры и содержит приемный участок преобразовательного элемента, причем по меньшей мере часть участка преобразовательного элемента находится, по существу, в контакте с текучей средой. Второй торцевой участок функционально связан с кожухом, причем каждая пара преобразователей из двух или более пар преобразователей имеет ось, проходящую через центральный сегмент первого преобразователя, центр камеры и центральный сегмент второго преобразователя.
Опционально блок обработки сигналов выполняет по меньшей мере одну из двух операций: сложение и вычитание сигналов, генерируемых каждой по меньшей мере из двух пар преобразователей.
Согласно типовому варианту осуществления оси двух или более пар преобразователей расположены в одной плоскости, причем по меньшей мере одна первая ось, проходящая по меньшей мере через одну первую пару преобразователей, обладает по меньшей мере одним из следующих свойств: она либо перпендикулярна, либо проходит под косым углом относительно по меньшей мере одной второй оси, проходящей по меньшей мере через одну вторую пару преобразователей.
В соответствии с другим решением по меньшей мере две пары преобразователей содержат, по меньшей мере, третью пару преобразователей, причем по меньшей мере одна третья пара преобразователей обладает по меньшей мере одним из следующих свойств: она лежит в одной плоскости и наклонена относительно плоскости по меньшей мере двух лежащих в одной плоскости пар преобразователей, а ось по меньшей мере одной третьей пары преобразователей перпендикулярна плоскости по меньшей мере двух пар преобразователей.
Опционально по меньшей мере три пары преобразователей содержат, по меньшей мере, четвертую пару преобразователей, наклоненную под углом 45° к двум или более осям, лежащим в одной плоскости.
Опционально каждый преобразователь по меньшей мере одной пары преобразователей содержит усилитель.
В одном из аспектов заявленного изобретения раскрыт вибродатчик, имеющий один или более спаренных преобразователей, причем указанный датчик имеет заключенную в кожух камеру, а сама камера имеет центр, поверхность, все участки которой отстоят, по существу, на одинаковое расстояние от центра камеры и некоторый объем виброчувствительной текучей среды, по существу, контактирующий с указанной поверхностью.
Согласно типовому варианту осуществления заявленное изобретение дополнительно раскрывает одну или более пару виброчувствительных преобразователей, причем каждый преобразователь предназначен для взаимодействия по меньшей мере с одним блоком обработки сигналов, при этом каждый преобразователь дополнительно имеет корпус с первым торцевым участком, имеющим некоторую площадь поперечного сечения, вторым торцевым участком и центральным осевым сегментом, проходящим по оси между первым торцевым участком и вторым торцевым участком.
Первый торцевой участок, включающий в себя приемный участок преобразовательного элемента и усилитель, содержит опорный элемент, выступающий из корпуса за пределы преобразовательного элемента, причем опорный элемент имеет одну или более стенок, охватывающих усиливающую текучую среду и мембрану, которая прикреплена к опорному элементу и отгораживает усиливающую текучую среду, причем мембрана дополнительно имеет участок, находящийся в контакте с заключенной в камеру текучей средой, и площадь этого контактного участка, по существу, превышает поперечное сечение первого торцевого участка.
Второй торцевой участок функционально связан с кожухом, а каждая пара преобразователей из одной или более пар преобразователей имеет ось, проходящую через центральный сегмент первого преобразователя, центр камеры и центральный сегмент второго преобразователя.
Один из аспектов заявленного изобретения дополнительно раскрывает способ измерения вибрации по четырем или более равноудаленным точкам, включающий этапы центрирования поверхности камеры вокруг центральной точки, заполнения камеры текучей средой и измерения вибрации текучей среды по меньшей мере по четырем контрольным точкам, примыкающим к поверхности камеры, причем по меньшей мере две контрольные точки расположены по первой оси, проходящей через центральную точку, и
- 2 009298 по меньшей мере две контрольные точки расположены по второй оси, проходящей через центральную точку. Опционально две или более по меньшей мере из четырех контрольных точек содержат преобразователи, снабженные усилителями.
Один из аспектов заявленного изобретения раскрывает способ измерения вибрации в двух или более равноудаленных точках, включающий центрирование поверхности камеры вокруг центральной точки, размещения текучей среды внутри указанной поверхности, установку примыкающих к указанной поверхности двух или более элементов для измерения вибрации, установку усилителя на два или более виброизмерительных элемента и измерение вибрации текучей среды по меньшей мере в двух контрольных точках, примыкающих к поверхности камеры, причем по меньшей мере две контрольные точки расположены на оси, проходящей через центральную точку.
Краткое описание чертежей
Ниже раскрыты некоторые типовые, не имеющие ограничительного характера варианты осуществления изобретения со ссылками на приложенные чертежи. На этих чертежах одинаковые и сходные конструкции, элементы или их части, встречающиеся более чем на одном чертеже, помечены на соответствующих чертежах, как правило, одними и теми же или сходными позициями. Размеры компонентов и объектов, показанные на чертежах, выбраны, главным образом, из соображений удобства и ясности представления, при этом соблюдение определенного масштаба не является обязательным.
Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение системы вибродатчика в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;
фиг. 2 - подробное изображение с пространственным разделением деталей вибродатчика по фиг. 1 в соответствии с одним из вариантов осуществления;
фиг. 3 - изображение датчика давления с усиливающей мембраной в соответствии с одним из вариантов осуществления.
Варианты осуществления
Работа вибродатчика.
На фиг. 1 схематически изображен один из типовых вариантов исполнения вибродатчика 100, содержащего центральную, по существу, сферическую камеру 150, имеющую сферическую поверхность 154 и центр 156. Камера 150 содержит некоторый объем текучей среды 152 и окружена кожухом 100, выполненным из материала, способного передавать вибрации от наружного пространства 112 к текучей среде 152, например, металла и/или пластика.
Согласно типовому варианту осуществления камера 150 имеет шесть отверстий, расположенных тремя парами по каждой из трех осей 172, 182 и 192. Первое отверстие 170 и второе отверстие 176 содержат каждое по центральному осевому сегменту, по существу, находящемуся на одной оси с осью X 172, проходящей через центр 156. Третье отверстие 180 и четвертое отверстие 186 содержат каждое по центральному осевому сегменту, по существу, находящемуся на одной оси с осью Υ 182, проходящей через центр 156. Пятое отверстие 190 и шестое отверстие 196 содержат каждое по центральному осевому сегменту, по существу, находящемуся на одной оси с осью Ζ 192, проходящей через центр 156.
В каждом из отверстий 170, 176, 180, 186, 190 и 196 закреплено (например, посредством клея) по преобразователю 160 вибрационного давления, содержащему преобразовательный элемент 162, по существу, воспринимающий давление, обусловленное проходящей через камеру 150 вибрацией текучей среды 152, и чувствительный к указанному давлению.
Согласно типовому варианту осуществления блок 102 обработки сигналов присоединен к каждому преобразователю 160 с помощью двухпроводных кабелей 174, 184 и 194. Кабели 174 для оси X соединяют блок 102 обработки с преобразователями 160, установленными в отверстиях 170 и 176, кабели 184 для оси Υ соединяют блок 102 обработки с преобразователями 160, установленными в отверстиях 180 и 166, а кабели 194 для оси Ζ соединяют блок 102 обработки с преобразователями 160, установленными в отверстиях 190 и 196.
Опционально кабели 174, 184 и 194 содержат, например, четыре электропровода, причем два провода соединены с каждым преобразователем 160.
Применяемый здесь термин «преобразователь 160» относится к любому, активному или пассивному преобразователю, сигнал от которого можно охарактеризовать через напряжение, амплитуду тока, частоту или фазу. Активные преобразователи 160 генерируют электрические сигналы на базе энергии, получаемой от измеряемого физического процесса, и могут представлять собой преобразователи 160 пьезоэлектрического и индуктивного типа. Пассивные преобразователи измеряют воздействие физического процесса на электрическое удельное сопротивление, емкость или индуктивность и могут представлять собой преобразователи 160 резистивного, емкостного, индуктивного и оптоэлектронного типа, например электретные конденсаторы, а также схемы из проволочной катушки и магнита.
В соответствии с другим решением кабели 174, 184 и 194 содержат волноводы и преобразователи 160, передающие волновые сигналы, например, на частотах инфракрасного диапазона. Согласно другим вариантам осуществления каждый преобразователь вырабатывает беспроводной сигнал, поступающий в приемник 102.
Согласно типовому варианту осуществления блок 102 обработки сигналов регистрирует информа
- 3 009298 цию, получаемую с выхода каждого отдельного преобразователя 160, и выполняет обработку и/или анализ сигнала либо в процессе этой регистрации, либо после нее с применением любого метода анализа сигналов из множества известных из уровня техники.
Например, блок 102 обработки суммирует или вычитает сигналы, поступающие от каждой группы из двух преобразователей 160, расположенных по осям Х-172, Υ-182 и/или Ζ-192, обеспечивая тем самым усиление или ослабление сигналов и/или устранение внешних шумов от диффузной вибрации, при этом шумы от диффузной вибрации связаны с вибрациями с одинаковой амплитудой и фазой, поступающими со всех направлений.
Затем результирующую сигнальную информацию, поступающую с осей Х-172, Υ-182 и Ζ-192, обрабатывают посредством блока обработки 102 с целью охарактеризовать трехмерное состояние энергетического состояния текучей среды 152 у центра 156 по осям Х-172, Υ-182 и/или Ζ-192. Благодаря такой оценке получают, например, информацию о частоте и амплитуде, в результате чего появляется возможность использовать один датчик 100 вместо нескольких датчиков, применяемых в уровне техники, каждый из которых осуществляет регистрацию только по одной оси.
На фиг. 3 показан типовой вариант осуществления, в соответствии с которым в конструкцию преобразователя 160 внесены изменения, направленные на усиление чувствительности к слабым сигналам. Такой модифицированный преобразователь 160 содержит усилитель 200, содержащий, по существу, жесткую коническую стенку 230 с мембраной 220 для усиления вибрации, имеющей значительную площадь поверхности. Стенка 230, мембрана 220 и преобразовательный элемент 262 ограничивают некоторый объем сжимаемой усиливающей текучей среды 210 (например, газа).
Воздействие давления каждого вибрационного колебания на мембрану 220, вызывает деформацию мембраны 220, причем давление текучей среды 210 обратно пропорционально изменениям объема согласно следующей формуле:
V
Р-Р — 1 0 Г, ' где Р0 -давление, действующее на мембрану 220;
Р1 - давление, измеренного преобразовательным элементом 262;
ν0 - объем текучей среды 210 перед воздействием давления Р0;
ν1 - объем текучей среды после воздействия давления Р0.
Исходя из приведенной выше формулы, давление от вибрации на мембрану 220 приводит к повышению давления от вибрации, действующего на преобразовательный элемент 262, при этом результирующий сигнал способствует, например, тому, чтобы блок 102 обработки мог выделить слабые сигналы из фонового шума.
Разновидности вибродатчиков.
Возможные конструкции вибродатчика 100 не ограничиваются представленными здесь вариантами, напротив, их можно видоизменять самыми разнообразными способами. Так, например, можно предусмотреть особые конфигурации датчика 100 в расчете на множество конкретных условий применения, хорошо известных специалистам. Ниже в качестве примеров приводятся лишь несколько таких модификаций.
В соответствии с одним из вариантов осуществления кожух 110 имеет верхнюю часть 142, нижнюю часть 144 и среднюю часть 140. Согласно другому варианту, кожух 110 выполнен в виде единой детали с использованием, например, технологии инжекционного формования.
Как показано на чертеже, находящиеся на оси X отверстия 170 и 176, а также находящиеся на оси Υ отверстия 180 и 186 расположены в средней части 140, тогда как находящееся на оси Ζ отверстие 190 расположено в верхней части 142, а находящееся на оси Ζ отверстие 196 - в нижней части 144.
Предусмотрены также дополнительные пары отверстий (не показано), позволяющие выдавать в блок 102 обработки сигналов дополнительную сигнальную информацию.
Дополнительно или альтернативно предусмотрена конструкция, в которой три или более оси 172, 182 и 192 могут проходить через отверстия 170, 176, 180, 186, 190 и 196 под разными углами в зависимости от конкретных условий применения. При необходимости выявления вибраций, возникающих на расстоянии (например, в заглубленных трубопроводах подачи воды), целесообразно выполнить датчик 100 с несколькими осями, каждая из которых проходит от верхней части 142 к нижней части 144 под углами от 0 до 90°.
В соответствии с другим вариантом датчик 100 может содержать две пары преобразователей, устанавливаемых по осям Х-172 и Υ-182, что придает большую чувствительность к сигнальной информации, подаваемой в блок 102 обработки сигналов.
Отверстия 170, 176, 180, 186, 190 и 196 вместе с соответствующими преобразователями 160 сообщаются с наружным пространством 112, обеспечивая, в сочетании с упомянутым выше клеем, герметизацию камеры 150. Согласно другому варианту преобразователи 160 смонтированы на внутренней поверхности камеры 150 или вмонтированы в кожух 110, вследствие чего преобразовательные элементы 162 оказываются заглубленными в поверхность 154.
- 4 009298
На фиг. 2 датчик 100 показан с пространственным разделением составных компонентов, при этом он содержит верхнюю сжимающуюся прокладку 132, размещенную между верхней частью 142 и средней частью 140, а также нижней сжимающейся прокладкой 134, размещенной между средней частью 140 и нижней частью 144.
Прокладки 152 и 154 выполнены, например, из сжимающегося и/или гибкого материала типа резины, благодаря чему в случае, когда через углы частей 140, 142 и 144 пропущены вертикально установленные болты (не показано), прокладки 152 и 154 будут сжиматься, обеспечивая при этом герметизацию находящейся в камере текучей среды 152 с изоляцией ее от наружного пространства 112.
Дополнительно или альтернативно предусмотрено, что прокладки 152 и 154 имеют верхнюю и нижнюю поверхности, приклеивающиеся к прилегающим поверхностям частей 140, 142 и 144, что способствует лучшей герметизации камеры 150.
Показанные здесь преобразователи 160 имеют цилиндрическое поперечное сечение. Однако в соответствии с другими вариантами, их поперечное сечение может также иметь прямоугольную, эллиптическую или иную форму в зависимости, в частности, от типа преобразователя 160 и/или области применения.
Кроме того, состав текучей среды 152 изменяется в зависимости от свойств инертной массы, требуемых в данных конкретных условиях применения. Так, например, в некоторых ситуациях требуется использование текучей среды 152 с высокой плотностью наподобие жидкой ртути. Для других областей применения лучше всего использовать частицы, например, в виде металлического порошка, используемого самостоятельно или же во взвеси в текучей среде 152, причем многочисленные разновидности этой текучей среды отличаются особыми характеристиками, которые хорошо известны специалистам в данной области техники.
В некоторых вариантах осуществления заявленного изобретения текучая среда 152 практически заполняет весь объем камеры 150, тогда как в иных случаях эта камера заполнена лишь частично. Так, например, в ряде ситуаций текучая среда заполняет камеру на 90% ее объема, благодаря чему эта среда имеет возможность расширяться вследствие прогнозируемых температурных флуктуаций.
В некоторых вариантах осуществления заявленного изобретения камера 150 имеет поверхность 154, которая является, по существу, сферической, в то время как в других вариантах эта поверхность представляет собой несколько плоских пересекающихся поверхностей, например, в виде четырехгранника.
Специалистам хорошо известны самые разнообразные области применения и возможные варианты выполнения датчика 100, например, для обнаружения отраженных сейсмических волн или поступающей на космическую станцию энергии либо для прокладки туннелей.
Заключение.
Несмотря на то, что заявленное изобретение было раскрыто выше применительно к ограниченному числу вариантов осуществления, должно быть совершенно понятно, что существует множество изменений, модификаций и областей применения для данного изобретения.
Кроме того, возможно составление различных сочетаний элементов и/или применение их различных модификаций, равно как использование отдельных элементов, при этом подобные, а также иные очевидные для специалистов изменения и модификации не выходят за пределы объема изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.
Примененные здесь понятия «включать», «содержать» и «иметь», а также их различные глагольные формы следует понимать в смысле «включая, но не обязательно ограничиваясь этим».
Для специалистов в данной области техники совершенно очевидно, что данное изобретение не ограничивается описанным выше, при этом объем его правовой охраны определен только нижеследующей формулой изобретения.

Claims (12)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Вибродатчик, имеющий два или более спаренных преобразователя и содержащий заключенную в кожух камеру, содержащую центр;
    поверхность, все участки которой отстоят, по существу, на одинаковое расстояние от центра камеры;
    некоторый объем виброчувствительной текучей среды, по существу, контактирующей с указанной поверхностью;
    два или более спаренных виброчувствительных преобразователя, причем каждый преобразователь каждой из двух или более пар предназначен для взаимодействия по меньшей мере с одним блоком обработки сигналов, при этом каждый преобразователь дополнительно имеет корпус, содержащий первый торцевой участок, второй торцевой участок и центральный осевой сегмент, проходящий в осевом направлении через центр корпуса, между первым торцевым участком и вторым торцевым участком;
    причем первый торцевой участок функционально связан с поверхностью камеры и включает в себя
    - 5 009298 приемный участок преобразовательного элемента, при этом по меньшей мере часть участка преобразовательного элемента находится, по существу, в контакте с текучей средой;
    второй торцевой участок функционально связан с кожухом камеры;
    каждая пара преобразователей из двух или более спаренных преобразователей имеет ось, проходящую через центральный сегмент первого преобразователя; центр камеры и центральный сегмент второго преобразователя.
  2. 2. Вибродатчик по п.1, в котором блок обработки сигналов выполняет по меньшей мере одну из двух операций: сложение и вычитание сигналов, генерируемых каждым из двух или более спаренных преобразователей.
  3. 3. Вибродатчик по п.2, в котором оси двух или более спаренных преобразователей лежат в одной плоскости.
  4. 4. Вибродатчик по п.3, в котором по меньшей мере одна первая ось, проходящая по меньшей мере через один из двух или более спаренных преобразователей, обладает по меньшей мере одним из следующих свойств: она перпендикулярна и наклонена под косым углом относительно по меньшей мере одной второй оси, проходящей по меньшей мере через одну вторую пару преобразователей.
  5. 5. Вибродатчик по п.4, в котором указанные два или более спаренных преобразователя содержат, по меньшей мере, третью пару преобразователей, которая обладает по меньшей мере одним из следующих свойств: она перпендикулярна; наклонена и лежит в одной плоскости относительно плоскости по меньшей мере двух пар преобразователей, лежащих в одной плоскости.
  6. 6. Вибродатчик по п.5, содержащий, по меньшей мере, четвертую пару преобразователей, наклоненную под углом 45° по меньшей мере к одной из указанных пар преобразователей.
  7. 7. Вибродатчик по п.2, в котором каждый преобразователь по меньшей мере из одного из двух или более спаренных преобразователей имеет первый торцевой участок с некоторой площадью поперечного сечения, причем первый торцевой участок дополнительно включает в себя усилитель, содержащий приемный участок преобразовательного элемента, а также опорный элемент, выступающий из корпуса за пределы преобразовательного элемента;
    при этом опорный элемент имеет по меньшей мере одну стенку, окружающую усиливающую текучую среду; и мембрану, прикрепленную к опорному элементу и ограждающую усиливающую текучую среду, причем мембрана дополнительно имеет участок, контактирующий с заключенной в камеру текучей средой, а площадь контактного участка, по существу, превышает поперечное сечение первого торцевого участка.
  8. 8. Вибродатчик, имеющий по меньшей мере одну пару преобразователей и содержащий заключенную в кожух камеру, имеющую центр;
    поверхность, все участки которой отстоят, по существу, на одинаковое расстояние от центра камеры;
    некоторый объем виброчувствительной текучей среды, находящейся, по существу, в контакте с указанной поверхностью;
    одну или более пару виброчувствительных преобразователей, причем каждый преобразователь предназначен для взаимодействия по меньшей мере с одним блоком обработки сигналов, при этом каждый преобразователь дополнительно имеет корпус, содержащий первый торцевой участок с некоторой площадью поперечного сечения;
    второй торцевой участок, функционально связанный с кожухом камеры; и центральный осевой сегмент, проходящий в осевом направлении через центр корпуса между первым торцевым участком и вторым торцевым участком;
    причем первый торцевой участок дополнительно имеет усилитель, содержащий приемный участок преобразовательного элемента, а также опорный элемент, выступающий из корпуса за пределы преобразовательного элемента, при этом опорный элемент имеет по меньшей мере одну стенку, окружающую усиливающую текучую среду, и мембрану, прикрепленную к опорному элементу и ограждающую усиливающую текучую среду, причем мембрана дополнительно имеет участок, контактирующий с заключенной в камеру текучей средой, при этом площадь контактного участка, по существу, превышает поперечное сечение первого торцевого участка;
    каждый преобразователь одной или более пары преобразователей содержит ось, проходящую через центральный сегмент первого преобразователя;
    центр камеры и центральный сегмент второго преобразователя.
  9. 9. Вибродатчик по п.8, в котором блок обработки сигналов обеспечивает по меньшей мере одну из двух операций: сложение и вычитание сигналов, генерируемых каждой из по меньшей мере одной пары преобразователей.
  10. 10. Способ измерения вибрации по четырем или более точкам, равноудаленным от центральной
    - 6 009298 точки, внутри камеры с текучей средой, отцентрированной вокруг центральной точки, содержащий следующие действия:
    измеряют вибрацию текучей среды с использованием по меньшей мере четырех преобразователей, примыкающих к поверхности камеры;
    причем по меньшей мере два измерительных преобразователя выполняют расположенными на первой оси, проходящей через центральную точку; и по меньшей мере два измерительных преобразователя выполняют расположенными на второй оси, проходящей через центральную точку.
  11. 11. Способ по п.10, в котором по меньшей мере два преобразователя выполняют содержащими усилители.
  12. 12. Способ измерения вибрации в двух или более точках, равноудаленных от центральной точки, в камере с текучей средой, отцентрированной вокруг центральной точки, содержащий следующие действия:
    по меньшей мере два виброизмерительных элемента выполняют примыкающими к поверхности; усиливают по меньшей мере два измерения вибрации в камере с использованием по меньшей мере двух установленных в камере усиливающих мембран; и измеряют вибрацию текучей среды с использованием по меньшей мере двух измерительных преобразователей, причем по меньшей мере два измерительных преобразователя выполняют расположенными на первой оси, проходящей через центральную точку.
EA200700355A 2004-07-26 2005-07-26 Вибродатчик EA009298B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US59089604P 2004-07-26 2004-07-26
PCT/IL2005/000797 WO2006011145A2 (en) 2004-07-26 2005-07-26 Vibration sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200700355A1 EA200700355A1 (ru) 2007-08-31
EA009298B1 true EA009298B1 (ru) 2007-12-28

Family

ID=35786580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200700355A EA009298B1 (ru) 2004-07-26 2005-07-26 Вибродатчик

Country Status (12)

Country Link
US (1) US7673515B2 (ru)
EP (1) EP1779102A4 (ru)
JP (1) JP4864888B2 (ru)
KR (1) KR20070062974A (ru)
CN (1) CN100520395C (ru)
BR (1) BRPI0513629A (ru)
CA (1) CA2575213A1 (ru)
EA (1) EA009298B1 (ru)
MX (1) MX2007001105A (ru)
UA (1) UA90277C2 (ru)
WO (1) WO2006011145A2 (ru)
ZA (1) ZA200700689B (ru)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100116059A1 (en) * 2004-07-26 2010-05-13 Spider Technologies Security Ltd. Vibration sensor having a single virtual center of mass
KR20100092434A (ko) * 2007-10-09 2010-08-20 스파이더 테크놀로지스 시큐어리티 리미티드 매스의 단일 가상 중심을 갖는 진동 센서
RU2530479C2 (ru) * 2010-05-20 2014-10-10 ЭДВАНСТ ВЕКТОР АНАЛИТИКС СиАйЭй, Способ и 3d-приемник измерения вектора механических колебаний
CN103119962B (zh) * 2010-10-07 2014-07-30 丰田自动车株式会社 传声器单元以及集音装置
JP5054837B1 (ja) * 2011-07-22 2012-10-24 立山科学工業株式会社 感震器
CN103308939B (zh) * 2013-05-27 2015-12-09 李吉世 一种地震感知仪
CN105388514B (zh) 2015-10-28 2017-12-05 中国石油天然气股份有限公司 一种地震全向矢量静电悬浮检波器
CN105259566B (zh) * 2015-10-28 2018-02-02 中国石油天然气股份有限公司 一种地震全向矢量检波器
CN105467440B (zh) 2015-10-28 2018-02-02 中国石油天然气股份有限公司 一种全向矢量地震数据处理方法及装置
CN108431637B (zh) 2015-10-30 2021-04-13 离子地球物理学公司 多轴单质量体加速度计
DE102018215496A1 (de) * 2018-09-12 2020-03-12 Robert Bosch Gmbh Sensorvorrichtung aufweisend ein Gehäuse und einen wenigstens einachsigen Vibrationssensor
CN112955752A (zh) 2018-09-13 2021-06-11 离子地球物理学公司 多轴线、单质量加速度计
CN110706457B (zh) * 2019-11-20 2021-06-08 马骁骋 一种地震检测设备
CN111257415B (zh) * 2020-01-17 2021-08-10 同济大学 基于移动列车振动信号的隧道损伤检测管理系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU99191A1 (ru) * 1951-11-28 1953-11-30 М.Г. Лозинский Устройство дл измерени физических величин, например, давлений, напр жений или вибраций
US3204457A (en) * 1962-01-23 1965-09-07 Gulton Ind Inc Ultrasonic flowmeter
US3274537A (en) * 1963-10-17 1966-09-20 William J Toulis Flexural-extensional electro-mechanical transducer
US3455150A (en) * 1966-03-02 1969-07-15 Leo N Wood Ultrasonic inspection apparatus
SU1509615A1 (ru) * 1987-04-01 1989-09-23 Днепропетровский химико-технологический институт Измеритель параметров вибрации
RU2008698C1 (ru) * 1989-02-14 1994-02-28 Евдокимов Константин Борисович Устройство для измерения вибраций

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4083255A (en) 1977-03-04 1978-04-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Hydro-optic vibration detector
US4334296A (en) 1978-03-16 1982-06-08 Western Geophysical Co. Of America Seismic method and apparatus
WO1983000218A1 (en) * 1981-06-12 1983-01-20 Fuzzell, Joe, E. Motion responsive sensor and switch
US4525819A (en) 1982-12-06 1985-06-25 Oyo Corporation, U.S.A. Horizontal geophone transducer assembly
US4536696A (en) 1983-07-14 1985-08-20 At&T Bell Laboratories Buck-boost converter with dual-mode control for battery charging
DE3530747A1 (de) * 1985-08-28 1987-03-05 Stoeckert Instr Gmbh Ultraschallsensor
GB2200211B (en) * 1986-12-08 1991-01-16 Fuji Electric Co Ltd Vibration-type transducer
DE3914895C2 (de) 1989-05-05 1993-12-02 Karl Heinz Fricke Schloß für eine Tür
JP2601974B2 (ja) 1992-09-16 1997-04-23 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション 電子機器用電源装置及び電子機器システム
TW229269B (ru) * 1992-09-17 1994-09-01 United Sciences Inc
AU746996B2 (en) * 1998-06-26 2002-05-09 Weatherford Technology Holdings, Llc Fluid parameter measurement in pipes using acoustic pressures
DE60036472D1 (de) * 1999-07-02 2007-10-31 Weatherford Lamb Durchflussmessung unter verwendung von instabilen drücken
GB2358429A (en) 2000-01-21 2001-07-25 Kevin Beattie Lock having grooved latch bolt to prevent unauthorised opening
JP3951613B2 (ja) 2001-02-09 2007-08-01 株式会社ケンウッド マイクロホン
US6731210B2 (en) 2001-05-02 2004-05-04 The Penn State Research Foundation System and method for detecting, localizing, or classifying a disturbance using a waveguide sensor system
AT6511U3 (de) * 2003-07-16 2004-09-27 Avl List Gmbh Ultraschall-gasdurchflusssensor sowie vorrichtung zur messung von abgas-strömungen von verbrennungskraftmaschinen sowie ein verfahren zur ermittlung des durchflusses von gasen
TWI233097B (en) 2003-09-04 2005-05-21 Lite On It Corp Device capable of detecting vibration/shock
JP2005106529A (ja) 2003-09-29 2005-04-21 Hosiden Corp 圧電型振動センサ
US7753847B2 (en) * 2003-10-03 2010-07-13 Mayo Foundation For Medical Education And Research Ultrasound vibrometry
US6981420B2 (en) 2003-12-01 2006-01-03 Lowrance Arlen J Omni-directional movement sensor
US6999881B2 (en) 2003-12-17 2006-02-14 Metravib R.D.S. Method and apparatus for detecting and locating noise sources whether correlated or not
JP4233445B2 (ja) * 2003-12-24 2009-03-04 旭有機材工業株式会社 超音波流量計
US6874361B1 (en) * 2004-01-08 2005-04-05 Halliburton Energy Services, Inc. Distributed flow properties wellbore measurement system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU99191A1 (ru) * 1951-11-28 1953-11-30 М.Г. Лозинский Устройство дл измерени физических величин, например, давлений, напр жений или вибраций
US3204457A (en) * 1962-01-23 1965-09-07 Gulton Ind Inc Ultrasonic flowmeter
US3274537A (en) * 1963-10-17 1966-09-20 William J Toulis Flexural-extensional electro-mechanical transducer
US3455150A (en) * 1966-03-02 1969-07-15 Leo N Wood Ultrasonic inspection apparatus
SU1509615A1 (ru) * 1987-04-01 1989-09-23 Днепропетровский химико-технологический институт Измеритель параметров вибрации
RU2008698C1 (ru) * 1989-02-14 1994-02-28 Евдокимов Константин Борисович Устройство для измерения вибраций

Also Published As

Publication number Publication date
UA90277C2 (en) 2010-04-26
US7673515B2 (en) 2010-03-09
CA2575213A1 (en) 2006-02-02
BRPI0513629A (pt) 2008-05-13
EP1779102A2 (en) 2007-05-02
WO2006011145A3 (en) 2006-04-27
CN100520395C (zh) 2009-07-29
EP1779102A4 (en) 2010-04-07
JP2008507711A (ja) 2008-03-13
US20090038397A1 (en) 2009-02-12
MX2007001105A (es) 2008-10-28
JP4864888B2 (ja) 2012-02-01
KR20070062974A (ko) 2007-06-18
ZA200700689B (en) 2008-11-26
CN101002088A (zh) 2007-07-18
EA200700355A1 (ru) 2007-08-31
WO2006011145A2 (en) 2006-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA009298B1 (ru) Вибродатчик
US6172940B1 (en) Two geophone underwater acoustic intensity probe
Kim et al. Development of an accelerometer-based underwater acoustic intensity sensor
US10677945B2 (en) Hydrophone housing
US20100116059A1 (en) Vibration sensor having a single virtual center of mass
RU2650839C1 (ru) Низкочастотный векторный акустический приемник
CN1019444B (zh) 对静态压力变化不敏感的信号传感器
US3461730A (en) Accelerometer
RU2509320C1 (ru) Цифровой комбинированный векторный приемник с синтезированными каналами
US5003825A (en) Digital pressure sensor
CN111735531A (zh) 一种小型化mems电容式复合同振型矢量水听器
US3281768A (en) Method and cardioid system comprising pressure sensor means with output compensated displacement or acceleration sensor
Brown et al. High-sensitivity, fiber-optic, flexural disk hydrophone with reduced acceleration response
US4296628A (en) System for detecting particles carried by a fluid flow
RU2624791C1 (ru) Двухкомпонентный приемник градиента давления и способ измерения градиента давления с его использованием
US20230176158A1 (en) Micro-electromechanical Systems (MEMS) Directional Acoustic Sensors for Underwater Operation
RU2724964C1 (ru) Цифровой регистрирующий модуль для подводных исследований
US4208737A (en) Low frequency inertia balanced dipole hydrophone
RU2696060C1 (ru) Глубоководный гидрофон
RU2128850C1 (ru) Трехкомпонентный приемник акустических колебаний
US4495821A (en) Magnetostrictive pressure detector
CA2230190A1 (en) Difar sensor
RU2076341C1 (ru) Сейсмоприемник
CA1108744A (en) Low frequency inertia balanced dipole hydrophone
RU2423679C1 (ru) Измерительный преобразователь давления

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU