RU140988U1

RU140988U1 - DEVICE FOR MEASURING VIBRATION PARAMETERS

Info

Publication number: RU140988U1
Application number: RU2014102400/28U
Authority: RU
Inventors: Булат Салаватович Крымов; Роберт Радилович Саттаров
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2014-05-27

Abstract

1. Устройство для измерения параметров вибрации, содержащее корпус, в котором расположен источник света, приемник света и чувствительный элемент, отличающееся тем, что на корпусе расположена обмотка с возможностью создания магнитного подвеса, а чувствительный элемент выполнен в виде инертной массы и расположен в центре корпуса на направляющей, при этом первый приемник света соединен с первым амперметром, а второй приемник света - со вторым амперметром, которые соединены с цифровой системой измерения.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что приемник света выполнен в виде фотоэлементов.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что цифровая система измерения, выполненная на базе микропроцессора, содержит амперметры.1. A device for measuring vibration parameters, comprising a housing in which a light source, a light receiver and a sensing element are located, characterized in that a winding is arranged on the housing with the possibility of creating a magnetic suspension, and the sensing element is made in the form of an inert mass and is located in the center of the housing on the guide, while the first light detector is connected to the first ammeter, and the second light detector is connected to the second ammeter, which are connected to a digital measurement system. 2. The device according to claim 1, characterized in that the light detector is made in the form of photocells. 3. The device according to claim 1, characterized in that the digital measurement system based on the microprocessor contains ammeters.

Description

Полезная модель относится к области измерительной техники, а более конкретно к измерительным элементам линейного ускорения.The utility model relates to the field of measuring technology, and more particularly to measuring elements of linear acceleration.

Известен акселерометр (RU №2441247 C1 G01P 15/13 2012 г.), содержащий подвижную пластину - маятник на упругом подвесе. На маятнике закреплены катушки датчика момента, а на неподвижной части - магниты и полюсные наконечники, при этом к торцам магнитов крепятся вставки из пермаллоя. Между вставкой и основным магнитопроводом имеется круговой воздушный зазор. В основном (рабочем) зазоре, образованном магнитопроводом и полюсным наконечником, помещается катушка датчика момента. Зазор между маятником и неподвижными частями магнитопровода (боковые пластины) обеспечивается с помощью трех платиков (выступов) с каждой стороны опорного кольца центральной кварцевой пластины. В качестве демпфирующего газа используется гелий, а между упругим подвесом и магнитопроводом введены алюминиевые вставки, что увеличивает теплоотдачу и повышает точность нулевого сигнала и надежность работы акселерометра.Known accelerometer (RU No. 2441247 C1 G01P 15/13 2012), containing a movable plate - a pendulum on an elastic suspension. The moment sensor coils are fixed on the pendulum, and magnets and pole pieces are fixed on the fixed part, while permalloy inserts are attached to the ends of the magnets. There is a circular air gap between the insert and the main magnetic circuit. In the main (working) gap formed by the magnetic circuit and the pole piece, a torque sensor coil is placed. The gap between the pendulum and the fixed parts of the magnetic circuit (side plates) is provided with the help of three plates (protrusions) on each side of the support ring of the central quartz plate. Helium is used as a damping gas, and aluminum inserts are introduced between the elastic suspension and the magnetic circuit, which increases heat transfer and increases the accuracy of the zero signal and the reliability of the accelerometer.

Недостатком такой конструкции является ее сложность, ограниченные функциональные возможности.The disadvantage of this design is its complexity, limited functionality.

Известен так же акселерометр (RU №2441246 C1 G01P 15/13 2012 г.), содержащий центральную кварцевую пластину, которая содержит маятник на упругом кварцевом подвесе и опорное кольцо с выступами, обеспечивающими рабочий зазор. На маятнике с двух сторон имеется напыление из токопроводящего материала, которое с неподвижными поверхностями боковых пластин образует основной дифференциальный емкостной датчик положения маятника, работающего в составе обратной связи акселерометра.Also known is an accelerometer (RU No. 2441246 C1 G01P 15/13 2012) containing a central quartz plate that contains a pendulum on an elastic quartz suspension and a support ring with protrusions providing a working gap. On the pendulum on both sides there is a deposition of conductive material, which with the fixed surfaces of the side plates forms the main differential capacitive position sensor of the pendulum, which operates as part of the feedback of the accelerometer.

Недостатком такой конструкции является ограниченные функциональные возможности.The disadvantage of this design is the limited functionality.

Известен датчик ускорения (RU 2280876 C1 G01P 15/093 2006 г.), содержащий корпус, две пластины, установленные в корпусе на одной оси с возможностью углового перемещения относительно корпуса и имеющие смещение центра тяжести относительно оси, магнитные демпферы колебаний пластин, переключатель в виде обращенных друг к другу источника излучения и фотоприемника, ограничители угловых перемещений пластин, один или несколько грузов, установленных, по крайней мере, на одной пластине. При этом источник излучения с фотоприемником закреплены на одной из пластин таким образом, чтобы их расположение было соосно, а плоскость второй пластины проходила в зазоре между ними. Поверхность второй пластины имеет, по крайней мере, одно отверстие, обеспечивающее освещенность фотоприемника посредством источника излучения при повороте пластин относительно друг друга.Known acceleration sensor (RU 2280876 C1 G01P 15/093 2006), comprising a housing, two plates mounted in the housing on the same axis with the possibility of angular movement relative to the housing and having a center of gravity displacement relative to the axis, magnetic vibration dampers of the plates, a switch in the form facing each other, the radiation source and the photodetector, limiters of the angular displacements of the plates, one or more loads mounted on at least one plate. In this case, the radiation source with a photodetector is mounted on one of the plates so that their location is coaxial, and the plane of the second plate passes in the gap between them. The surface of the second plate has at least one hole providing illumination of the photodetector by means of a radiation source when the plates are rotated relative to each other.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели относится устройство для измерения виброускорений (RU 2454645 C1 G01P 15/093 2006 г.) содержащее корпус, в котором расположен чувствительный элемент в виде консольной балки из упругой пластины, на которой расположен груз с возможностью его перемещения и фиксации на поверхности балки. На конце консольной балки жестко закреплено плоское зеркало. На боковой поверхности корпуса выполнено отверстие для размещения конца волоконно-оптического информационного преобразователя, выполненного в виде источника света, в виде излучающего световода, и приемника света, в виде приемного световода, сгруппированного по мозаичной оптической схеме. Зеркальная поверхность плоского зеркала расположена со стороны торцевой поверхности волоконно-оптического преобразователя, перпендикулярна зеркальной поверхности плоского зеркала.Closest to the proposed utility model is a device for measuring vibration acceleration (RU 2454645 C1 G01P 15/093 2006) containing a housing in which the sensing element is located in the form of a cantilever beam of an elastic plate on which the load is located with the possibility of its movement and fixing on beam surface. A flat mirror is rigidly fixed at the end of the cantilever beam. An opening is made on the side surface of the housing to accommodate the end of the fiber-optic information converter, made in the form of a light source, in the form of a radiating fiber, and a light receiver, in the form of a receiving fiber, grouped according to a mosaic optical scheme. The mirror surface of the flat mirror is located on the side of the end surface of the fiber-optic transducer, perpendicular to the mirror surface of the flat mirror.

Недостатком этого изобретения является ограниченные функциональные возможности.The disadvantage of this invention is the limited functionality.

Задача полезной модели - расширение функциональных возможностей за счет применения магнитного подвеса инертной массы.The objective of the utility model is the expansion of functionality through the use of a magnetic suspension of inert mass.

Технический результат - регулирование амплитуды колебаний инертной массы за счет магнитного подвеса.EFFECT: regulation of the amplitude of inertial mass oscillations due to magnetic suspension.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения параметров вибрации, содержащим корпус, в котором расположен источник света, приемник света и чувствительный элемент, согласно полезной модели на корпусе расположена обмотка с возможностью создания магнитного подвеса, а чувствительный элемент, выполнен в виде инертной массы и расположен в центре корпуса на направляющей, при этом первый приемник света соединен с первым амперметром, а второй приемник света - со вторым амперметром, которые соединены с цифровой системой измерения.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in the device for measuring vibration parameters, comprising a housing in which a light source, a light receiver and a sensing element are located, according to a utility model, a winding with a possibility of creating a magnetic suspension is located on the housing, and the sensing element, made in the form of an inert mass and is located in the center of the housing on the guide, while the first light detector is connected to the first ammeter, and the second light receiver is connected to the second ammeter, which connected to a digital measuring system.

Кроме того, согласно полезной модели, приемники света могут быть выполнены в виде фотоэлементов.In addition, according to a utility model, light detectors can be made in the form of photocells.

Кроме того, согласно полезной модели, цифровая система измерения может содержать амперметры.In addition, according to a utility model, a digital measurement system may include ammeters.

Сущность устройства поясняется чертежом. На фиг. 1 изображена схема устройства. На фиг. 2 показана схема устройства для понятия принципа действия.The essence of the device is illustrated in the drawing. In FIG. 1 shows a diagram of a device. In FIG. 2 shows a diagram of a device for the concept of the principle of action.

Устройство содержит корпус 1, в котором расположен источник света 2. Противоположно источнику света установлены фотоэлементы 3 и 4. Обмотка 5, необходимая для создания магнитного подвеса, расположена за пределами корпуса 1. Чувствительный элемент, в виде инертной массы 6, расположен в центре корпуса 1 на направляющей 7. Фотоэлементы 3 и 4 соединены с амперметрами 8 и 9, которые подключены к цифровой системе измерения на основе микропроцессора 10, позволяющей анализировать результаты.The device comprises a housing 1, in which a light source 2 is located. Opposite the light source, photocells 3 and 4 are installed. The winding 5, necessary for creating a magnetic suspension, is located outside the housing 1. A sensitive element, in the form of an inert mass 6, is located in the center of the housing 1 on the guide 7. Photocells 3 and 4 are connected to ammeters 8 and 9, which are connected to a digital measurement system based on microprocessor 10, which allows analyzing the results.

Устройство работает следующим образом. На обмотку 5 подается напряжение, достаточное для обеспечения магнитного подвеса инертной массе 6. Устройство основано на динамическом принципе измерения (Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара: Справочник. В 2-х кн. Кн. 1/ Под ред. В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 1978. с. 38). Искусственной неподвижной точкой будет являться инертная масса 6. Магнитный подвес обеспечивает инертной массе 6 расположение в центре устройства. Направляющая 7 проходит через центр масс инертной массы, и позволяет инертной массе совершать колебания только в одной оси, тем самым инертная масса не выйдет из магнитного повеса. При состоянии равновесия (отсутствие возбуждающих колебаний), тень, падающая на фотоэлементы, затемняет равные площади. Амперметры 8 и 9 показывают равные значения, следовательно, колебания отсутствуют.The device operates as follows. A sufficient voltage is supplied to the winding 5 to provide a magnetic suspension of an inert mass 6. The device is based on the dynamic principle of measurement (Devices and systems for measuring vibration, noise and shock: Reference. In 2 books, Book 1 / Ed. B. V. Klyueva. - M.: Mechanical Engineering, 1978.p. 38). The inertial mass 6 will be an artificial fixed point. The magnetic suspension provides an inertial mass 6 located in the center of the device. The guide 7 passes through the center of mass of the inert mass, and allows the inert mass to oscillate in only one axis, thereby the inert mass does not come out of the magnetic hang. In a state of equilibrium (the absence of exciting oscillations), a shadow falling on the solar cells darkens equal areas. Ammeters 8 and 9 show equal values, therefore, there are no oscillations.

При возникновении возбуждающих колебаний происходит отклонение инертной массы от положения равновесия (фиг. 2). На один из фотоэлементов начинает попадать большее количество света, чем на другой, следовательно, показания амперметров изменяться. Разность показания амперметров зафиксирует цифровая система измерения 10.When exciting oscillations occur, the inert mass deviates from the equilibrium position (Fig. 2). One of the photocells begins to get more light than the other, therefore, the readings of the ammeters change. The difference in the ammeter reading will be recorded by a digital measurement system 10.

При увеличении амплитуды возбуждающих колебаний жесткость магнитного подвеса можно регулировать, увеличив или уменьшив подаваемое напряжение на обмотку 5. Что бы магнитный подвес стал жестче необходимо на обмотку 5 подать большее напряжение. Более жесткий магнитный подвес уменьшает амплитуду колебаний инертной массы 6. Поэтому амплитуда колебаний инертной массы будет меньше амплитуды возбуждающих колебаний, но будет пропорциональна им.With increasing amplitude of the exciting oscillations, the stiffness of the magnetic suspension can be adjusted by increasing or decreasing the applied voltage to the winding 5. To make the magnetic suspension stiffer, it is necessary to apply more voltage to the winding 5. A stiffer magnetic suspension reduces the amplitude of the inertial mass oscillations 6. Therefore, the amplitude of the inert mass vibrations will be less than the amplitude of the exciting vibrations, but will be proportional to them.

Итак, заявляемая полезная модель позволяет расширить функциональные возможности за счет применения магнитного подвеса, и регулировать амплитуду колебаний инертной массы.So, the claimed utility model allows you to expand functionality through the use of magnetic suspension, and to regulate the amplitude of the inertial mass.

Claims

1. A device for measuring vibration parameters, comprising a housing in which a light source, a light receiver and a sensing element are located, characterized in that a winding is arranged on the housing with the possibility of creating a magnetic suspension, and the sensing element is made in the form of an inert mass and is located in the center of the housing on the guide, while the first light detector is connected to the first ammeter, and the second light receiver is connected to the second ammeter, which are connected to a digital measurement system.

2. The device according to claim 1, characterized in that the light receiver is made in the form of photocells.

3. The device according to claim 1, characterized in that the digital measurement system based on the microprocessor contains ammeters.