PL83947B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest piezoelektryczny czujnik do pomiaru przyspieszen drgan.

Znane dotychczas czujniki piezoelektryczne po¬ siadaja wyjscie koncentryczne, a wada takiego roz¬ wiazania jest mozliwosc wprowadzenia falszywych sygnalów do ukladu pomiarowego w wyniku pra¬ dów bladzacych w miejscu mocowania czujnika.

Zabezpieczenie przed tym zjawiskiem w postaci podkladek izolacyjnych miedzy podstawa czujnika a obiektem do którego jest on mocowany, ma te niedogodnosc, ze obniza górna granice mierzonych czestotliwosci na skutek obnizenia czestotliwosci rezonansowej mocowania. Stosowane sa równiez czujniki z wyjsciem symetrycznym i wyprowadze¬ niem sygnalu z plytek piezoelektrycznych wzdluz ich tworzacych. Rozwiazanie takie, aczkolwiek eli¬ minuje wplyw pradów bladzacych na wynik po¬ miarowy, to jednak komplikuje konstrukcje czujni¬ ka i zwieksza jego srednice. Równiez montaz czuj¬ nika przy stosowaniu tego rodzaju wyprowadzen jest klopotliwy.

Znane czujniki piezoelektryczne wymagaja okre¬ sowego przewzorcowania i w tym celu sa zdejmo¬ wane z obiektu i mocowane na stanowisku do wzorcowania. Operacje takie powoduja strate czasu, a czasem takze przestoje kosztownego obiektu ba¬ danego.

Celem wynalazku bylo uproszczenie konstrukcji oraz poprawienie warunków eksploatacyjnych.

Piezoelektryczny czujnik przyspieszen, zawieraja- cy pomiarowe plytki piezoelektryczne umieszczone pomiedzy podstawa i masa sejsmiczna, która jest zwiazana z podstawa czujnika za pomoca tulei sprezystej, zawiera wedlug wynalazku dodatkowo kontrolny element piezoelektryczny majacy osobne wyjscie i umieszczony pomiedzy podstawa a plyt¬ kami pomiarowymi. Ponadto przewody wyprowa¬ dzajace, przytwierdzone jednym koncem do elekt¬ rod pomiarowych plytek piezoelektrycznych, sa wy¬ prowadzone przez przelotowe otwory wykonane w stosie pomiarowym i masie sejsmicznej.

Wprowadzenie dodatkowych plytek piezoelek¬ trycznych zasilanych z generatora umozliwia wzbu¬ dzenie drgan kontrolnych w czujniku przyspieszen, bez koniecznosci demontazu czujnika. Ma to istotne znaczenie zwlaszcza jesli czujnik jest uzytkowany jako wyposazenie pokladowe sprzetu latajacego, gdyz czas przestoju tego sprzetu jest bardzo kosz¬ towny. Wprowadzenie przewodów ze stosu pomia¬ rowego bezposrednio przez odpowiednie otwory wykonane w czesciach skladowych czujnika oraz zastosowanie wyjscia symetrycznego poprawia wlas¬ nosci uzytkowe czujnika oraz znacznie obniza jego ciezar.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia czujnik w przekroju, a fig. 2 — sche¬ matycznie stos plytek piezoelektrycznych.

Na podstawie 1 spoczywa stos pomiarowych ply¬ tek piezoelektrycznych 2 i 3, a na nich z kolei — 83 94783 947 3 4 masa sejsmiczna 4. Masa sejsmiczna 4 i plytki piezo¬ elektryczne 2 i 3 sa docisniete do podstawy za po¬ moca tulei sprezystej 5. Stos plytek piezoelektrycz¬ nych zawiera dwie pomiarowe plytki piezoelektry¬ czne 3 oraz jedna kontrolna plytke piezoelektryczna 2. Kontrolna plytka piezoelektryczna 2 spoczywa bezposrednio na podstawie 1, a od góry przylega do niej elektroda 6. Z kolei pomiarowe plytki piezo¬ elektryczne 3 sa rozdzielone elektroda srodkowa 7, a do pozostalych powierzchni pomiarowych plytek piezoelektrycznych 3 przylegaja elektrody koncowe 8 i 9 a do nich — plytki izolacyjne 10 i 11. Caly ten zespól jest umieszczony pomiedzy masa sejs¬ miczna 4 i elektroda 6. W plytkach piezoelektrycz¬ nych 2 i 3 oraz w plytkach izolacyjnych 10 i 11 sa wykonane otwory przelotowe 12, 13 i 14. Otwory centralne 13 sa umieszczone w srodku plytek 2 i 3 oraz 10 i 11, natomiast otwory boczne 12 i 14, sa usytuowane symetrycznie wzgledem otworów cen¬ tralnych 13. Z kolei elektroda 6 i elektroda srodko¬ wa 7 maja wykonane tylko Otwory boczne 12 i 14, a po srodku maja wystepy centrujace 15 wchodzace w otwory centralne 13 przylegajacych elementów.

Natomiast elektrody koncowe 8 i 9 sa wyposazone w boczne wystepy 16 i maja wykonane pozostale otwory. Sa one w stosie obrócone wzgledem siebie o 180° iw ten sposób wystepy 16 elektrody konco¬ wej 8 wchodza w otwory 12, a elektrody konco¬ wej 9 — w otwory 14 przylegajacych elementów.

Podobnie w masie sejsmicznej 4 sa wykonane iden¬ tyczne otwory 12, 13 i 14. Do wystepów bocznych 16 elektrod koncowych 8 i 9 sa przymocowane prze¬ wody 17 i sa one wyprowadzone na zewnatrz przez otwory boczne 12 i 14, stanowiac jedno z wyjsc zlacza symetrycznego 18. Drugie wyjscie tego zlacza stanowi przewód 19 przeprowadzony przez otwo¬ ry 13 i polaczony z wystepem 15 elektrody srodko¬ wej 7. Wystep 15 elektrody 6 jest polaczony ze zla¬ czem koncentrycznym 20 za pomoca przewodu 21.

Przewód 21 jest przeprowadzony przez otwór cen¬ tralny 13 kontrolnej plytki piezoelektrycznej 2 i przez kanal 22 podstawy 1. Tuleja sprezysta 5 jest oslonieta oslona 23. Zlacze koncentryczne 20 jest osadzone w podstawie 1.

Pod wplywem dzialania zmiennego przyspieszenia skierowanego wzdluz osi czujnika zmienia sie na¬ cisk masy sejsmicznej 4 na pomiarowe plytki piezo¬ elektryczne 3, powodujac powstawanie na ich po¬ wierzchniach ladunku proporcjonalnego do wartosci dzialajacego przyspieszenia. Ladunek ten jest zbie¬ rany przez elektrode srodkowa 7 lub elektrody kon¬ cowe 8 i 9. Sygnal elektryczny z tych elektrod jest przekazywany przewodami 17 i 19 do zlacza sy¬ metrycznego 18, a nastepnie do urzadzen pomiaro¬ wych (nie pokazanych na rysunku). Dla sprawdze¬ nia poprawnosci pracy czujnika podawany jest do zlacza koncentrycznego 20 sygnal elektryczny z ge¬ neratora (nie pokazanego na rysunku). Sygnal ten poprzez przewód 21 i elektrode 6 jest przesylany do kontrolnej plytki piezoelektrycznej 2 powodujac jej drgania. Drgania te sa przenoszone przez stos pomiarowy 10, 8, 3, 7, 9 i 11 na mase sejsmiczna 4, co powoduje zmiany obciazenia pomiarowych plytek piezoelektrycznych 3. Z pomiarowych plytek piezo¬ elektrycznych 3 sygnal jest podawany do zlacza sy¬ metrycznego 18 i jest mierzony w znany sposób.

Wartosc tego sygnalu jest wprost proporcjonalna do sygnalu wymuszajacego, podawanego na kon¬ trolna plytke piezoelektryczna 2.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Piezoelektryczny czujnik przyspieszen zawierajacy pomiarowe plytki piezoelektryczne umieszczone miedzy podstawa i masa sejsmiczna, która jest zwiazana z podstawa za pomoca tulei sprezystej, znamienny tym, ze zawiera kontrolna plytke pie¬ zoelektryczna (2) umieszczona pomiedzy podsta¬ wa (1) a pomiarowymi plytkami piezoelektryczny¬ mi (3) i polaczona przewodem (21) ze zlaczem kon¬ centrycznym (20), a ponadto przewody (17 i 19), przytwierdzone jednym koncem do elektrod (8, 9 i 7) pomiarowych plytek piezoelektrycznych (3), sa wyprowadzone na zewnatrz przez przelotowe otwo¬ ry (12, 14 i 13) wykonane w tych plytkach i masie sejsmicznej (4). 10 15 20 25 30 35 4083 947 Rg. f Fig.2