PL89686B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest czujnik przyspieszenia reagujacy na poziome skladowe przyspieszenia w zakresie od 10"2m/s2 do 102m/s2, przeznaczony zwlaszcza do pomiaru przyspieszen w drganiach mechanicznych o czestosciach w zakresie 0,1 Hz do 10 Hz w miejscach trudno dostepnych, zwlaszcza budowlach wiezowych.

Znane sa urzadzenia do pomiaru ruchu zmiennego a tym samym przyspieszenia, np. urzadzenie wedlug francuskiego opisu patentowego nr 1605204, którego istota polega na tym, iz na dowolne ciala bedace w ruchu pod wplywem sily grawitacji badz tez pod wplywem innych sil, dzialaja sily bezwladnosci wystepujace podczas ruchu zmiennego i powoduja odchylenie tych cial od toru jaki jest im nadany podczas, gdy sily bezwladnosci nie wystepuja. Odchylenia powyzsze sa miara przyspieszenia ukladów, do których sztywno polaczone jest przytaczane urzadzenie.

Innym znanym urzadzeniem jest urzadzenie podane w opisie patentowym RFN nr 1229762. Wykorzystano oddzialywanie sil bezwladnosci na mase bezwladna w postaci ciala stalego zawieszona „akustycznie" w sprezystym osrodku. Osrodek powyzszy realizuje sie tutaj jako pole ultradzwiekowe wytworzone przez przetwornik piezokrystaliczny w cieczy zamknietej w zbiorniku.

Istota dzialania czujnika wedlug wynalazku polega na tym, ze sily bezwladnosci dzialaja na mase bezwladna cieczy bedacej w spoczynku w naczyniu polaczonym. W wyniku dzialania tych sil obserwuje sie wystapienie róznicy poziomów cieczy w pionowych kapilarach naczynia polaczonego. Miedzy pionowymi kapilarami jest zródlo swiatla, a po zewnetrznych stronach kapilar, przeslona ze szczelina o szerokosci równej wewnetrznej srednicy kapilary. za która umieszczony jest detektor. Powstajaca róznica poziomów jest miara sil bezwladnosci, a tym samym przyspieszenia wywolanego tymi silami.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony Jest na rysunku, ha którym fig. 1 przedstawia rozwiazanie konstrukcyjne elementu pomiarowego czujnika przyspieszenia, a fig 2 - schemat ididwy ukladu elektrycznego.2 89 686 Czujnik przyspieszen sklada sie z naczynia polaczonego 1, które jest uksztaltowane w ten sposób, ze dwa równolegle pionowe ramiona stanowia rurki kapilarne. Naczynie polaczone 1, jest czesciowo napelnione ciecza o odpowiednio dobranej lepkosci, gestosci do przekroju wewnetrznego kapilary Poziom cieczy siega do polowy kapilar. Przekroje kapilar sa jednakowe, co zapewnia dokladnosc czujnika. Po zewnetrznej stronie kapilar' znajduja sie skupiajace soczewki 2, których osie optyczne pokrywaja sie z prosta laczaca poziomy cieczy w kapilarach. Ponadto pomiedzy kazda skupiajaca soczewka 2 a kapilarami znajduje sie przeslona 3 ze szczelina o szerokosci równej zewnetrznej srednicy kapilary, a wysokosc nieco mniejsza od srednicy skupiajacej soczewki 2, przy czym szczelina jest usytuowana równolegle do kapilary. oraz symetrycznie wzgledem osi optycznej skupiajacych soczewek 2, Soczewkami sa równiez slupki cieczy przezroczystej w kapilarze jak i sama kapilara.

W polowie odleglosci miedzy kapilarami umieszczona jest zarówka 4 o podluznym zarniku. Czujnik wyposazony jest równiez w dwa detektory S np. w postaci fptooporów, umieszczone na osi optycznej skupiajacych soczewek 2 w odleglosci zapewniajacej otrzymanie obrazu zarnika zarówki 4 na powierzchni czynnej kazdego detektora 5.

Detektory stanowia jedno ramie mostka Wheatstonea zasilanego zródlem napiecia stalego, zas drugie ramie tego mostka stanowia dwa jednakowe oporniki 6. Ponadto mostek wyposazony jest w dowolny wskaznik 7 równowagi, np. rejestrator kompensacyjny lub oscylograf.

Czujnik przyspieszen przymocowuje sie sztywno do badanej konstrukcji. Gdy badana konstrukcja znajduje sie wstanie spoczynku, wówczas ciecz w obu ramionach kapilary naczynia polaczonego 1 jest na tym samym poziomie, przypadajac na polowe wysokosci szczelin przeslon 3. Strumienie swietlne po przejsciu przez slupy cieczy o rózjjycr^ ^yapkosciach w kapilarach oraz przez szczeliny przeslon 3 sa jednakowe Detektory 5 oswietlone*-4ym^ stnmjieniami posiadaja taka sama opornosc elektryczna co daje równowage mostka.

W przypalu gdy badana konstrukcja porusza sie ruchem dowolnie zmiennym, wówczas przyspieszenie tego ruchu wywoluje dzialanie sily bezwladnosci na czasteczki cieczy, która napelnione jest naczynie polaczone 1 w wyniku czego pojawia sle róznica cisnien w obu kapilarach. Tej róznicy cisnien odpowiada róznica wysokosci slupów cieczy w obu kapilarach. Strumienie swietlne po przejsciu przez niejednakowo wypelnione kapilary, szczeliny przeslon 3 sa niejednakowe I padajac na detektory 5 powoduja ze opornosc jednego detektora zwieksza sie a drugiego maleje. Pociaga to za soba zachwianie równowagi mostka. W zaleznosci od tego jak zwrócony jest wektor przyspieszenia w danej chwili, wskaznik 7 równowagi mostka wskazuje potencjal dodatni lub ujemny.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Czujnik przyspieszenia zawierajacy, uklady optyczne, zródlo swiatla, przeslony, detektory, znamienny tym, ze jest naczyniem polaczonym (1) o dwu równoleglych pionowych kapilarach napelnionych ciecza o malej lepkosci, miedzy którymi jest zródlo swiatla (4), a po zewnetrznych stronach, przeslony (3) ze szczelina o szerokosci równej wewnetrznej srednicy kapilary i detektory (5).69 686 FiS.1 fij.2