RU141858U1

RU141858U1 - OSCILLATOR SENSOR

Info

Publication number: RU141858U1
Application number: RU2013152039/28U
Authority: RU
Inventors: Флюр Рашитович Исмагилов; Вячеслав Евгеньевич Вавилов; Ирек Ханифович Хайруллин; Марина Булатовна Гумерова; Линар Наилович Риянов
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2014-06-20

Abstract

Датчик колебаний, содержащий корпус и активные элементы, установленные с возможностью движения, отличающийся тем, что активные элементы установлены с возможностью движения внутри корпуса и выполнены в виде вертикальной и горизонтальной подвижных частей, представляющих собой двухполюсные постоянные магниты, закрепленные на упругих стержнях, и неподвижной части, состоящей из катушек, размещенных по периметру корпуса, при этом введен запоминающий элемент с логической микросхемой, соединенный с выводами катушек.An oscillation sensor comprising a housing and active elements installed with the possibility of movement, characterized in that the active elements are mounted with the possibility of movement inside the housing and are made in the form of vertical and horizontal moving parts, which are bipolar permanent magnets mounted on elastic rods and a fixed part consisting of coils placed around the perimeter of the housing, while a memory element with a logic microcircuit connected to the leads of the coils is introduced.

Description

Полезная модель относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам, предназначенным для контроля и фиксации параметров колебаний.The utility model relates to the field of instrumentation, in particular to sensors designed to monitor and record vibration parameters.

Известно устройство (патент РФ 2273000 G01F 1/84 24.04.2002), содержащее катушку и два якоря, прикрепленных к двум расходомерным трубкам преобразователя, служащего для измерения параметров текучей среды. Катушка прикреплена к держателю, содержащему опорную пластину, которая установлена в плавающем состоянии на расходомерных трубках с помощью двух упругих ножек. Якоря имеют такую форму (например, чашеобразную) и так выровнены относительно друг друга, что магнитные поля, генерируемые устройством, сконцентрированы внутри этого устройства. В варианте выполнения устройство содержит вторую катушку. Преобразователь может представлять собой датчик Кориолиса для измерения массового расхода.A device is known (RF patent 2273000 G01F 1/84 04/24/2002), containing a coil and two anchors attached to two flow tubes of the Converter, which serves to measure the parameters of the fluid. The coil is attached to a holder containing a support plate, which is mounted in a floating state on the flow tubes using two elastic legs. The anchors have such a shape (for example, cup-shaped) and are so aligned with each other that the magnetic fields generated by the device are concentrated inside this device. In an embodiment, the device comprises a second coil. The transmitter may be a Coriolis sensor for measuring mass flow.

Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, связанные с ограниченностью восприимчивости координат колебаний, и сложность конструкции.The disadvantages of this device are the limited functionality associated with the limited susceptibility of the coordinates of the oscillations, and the complexity of the design.

Известен датчик (патент РФ 2162598 C2 G01N 27/02, G01V 1/16 27.01.2001), который представляет собой чувствительный элемент, расположенный в защитном кожухе. Чувствительный элемент, выполненный из химически стойкого диэлектрического материала, разделенный на две полости, соединяющиеся сквозным каналом, в котором расположены два перфорированных измерительных электрода, охваченные двумя перфорированными противоэлектродами. Все электроды подключены к блоку регистрации. Наружные стороны полостей замкнуты трубкой, расстояние между концами которой выбрано минимальным, а длина трубки -максимальной, исходя из свободного внутреннего объема.A known sensor (RF patent 2162598 C2 G01N 27/02, G01V 1/16 01/27/2001), which is a sensitive element located in a protective casing. A sensitive element made of a chemically resistant dielectric material, divided into two cavities connected by a through channel in which two perforated measuring electrodes are located, covered by two perforated counter electrodes. All electrodes are connected to the registration unit. The outer sides of the cavities are closed by a tube, the distance between the ends of which is chosen to be minimal, and the length of the tube is maximal, based on the free internal volume.

Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, связанные с ограниченностью восприимчивости координат колебаний датчиком.The disadvantages of this device are the limited functionality associated with the limited susceptibility of the coordinates of the oscillations of the sensor.

Известен датчик гидравлических колебаний (патент РФ 2133949 C1 G01L 23/08 27.01.2001),содержащий корпус, который жесткой перегородкой разделен на две полости. В полостях расположены одинаковые по конструкции чувствительные элементы. Полости соединены между собой дросселирующим каналом, выполненным в жесткой перегородке. На выступах корпуса и жесткой перегородки установлены чувствительные элементы в виде эластичных трубок, выполненных из электроизоляционного материала. Внутри трубок находится столб графитового порошка и имеются электроды, соединенные с электрическим разъемом и изолированные от перегородки шайбами. Для предохранения чувствительных элементов от повреждения имеются защитные сетки. В подставку корпуса ввернут штуцер, служащий для соединения датчика с магистральным трубопроводом. Выпуск воздуха из полостей производят через кран.A known sensor of hydraulic vibrations (RF patent 2133949 C1 G01L 23/08 01/27/2001) containing a housing that is divided by a rigid partition into two cavities. Sensitive elements of identical design are located in the cavities. The cavities are interconnected by a throttling channel made in a rigid partition. Sensitive elements in the form of elastic tubes made of insulating material are installed on the protrusions of the housing and the rigid partition. Inside the tubes there is a column of graphite powder and there are electrodes connected to the electrical connector and isolated by washers from the partition. Protective nets are provided to protect sensitive elements from damage. A fitting is screwed into the housing stand, which serves to connect the sensor to the main pipeline. The air is discharged from the cavities through a tap.

Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, связанные с ограниченностью восприимчивости координат колебаний и с областью применения данного датчика, и кроме того, сложность конструкции.The disadvantages of this device are the limited functionality associated with the limited susceptibility of the coordinates of the oscillations and the scope of this sensor, and in addition, the complexity of the design.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции является конструкция магнитного пассивного датчика положения (патент РФ 2435139 C1 G01D 5/251 20.01.2009), содержащая корпус и активные элементы, установленные с возможностью движения снаружи корпуса, выполненные в виде постоянных магнитов, установленных с возможностью движения, расположенную внутри корпуса резисторную схему, которая имеет множество отдельных электрических контактов, множество расположенных в зоне движения магнита контактных пружинных элементов, которые соединены друг с другом с помощью общей основной части и состоят из зоны сгибания и контактной зоны, при этом контактные пружинные элементы расположены напротив контактов резисторной схемы так, что обеспечивается возможность перемещения контактных зон с помощью магнита к контактам резисторной схемы, при этом с каждым отдельным контактом резисторной схемы согласованы контактные зоны, по меньшей мере, двух контактных пружинных элементов. Каждые два соседних контактных пружинных элемента механически соединены друг с другом. Благодаря этому ограничивается подвижность каждого контактного элемента в плоскости, в которой они расположены, что обеспечивает повышение надежности контакта.Closest to the proposed design is the design of a magnetic passive position sensor (RF patent 2435139 C1 G01D 5/251 01/20/2009), comprising a housing and active elements mounted to move outside the housing, made in the form of permanent magnets mounted with the possibility of movement, located inside the housing there is a resistor circuit, which has many individual electrical contacts, a plurality of contact spring elements located in the magnet movement zone, which are connected to each other by общей of the common main part and consist of a bending zone and a contact zone, while the contact spring elements are located opposite the contacts of the resistor circuit so that it is possible to move the contact zones using a magnet to the contacts of the resistor circuit, while contact zones are coordinated with each individual contact of the resistor circuit at least two contact spring elements. Every two adjacent contact spring elements are mechanically connected to each other. Due to this, the mobility of each contact element in the plane in which they are located is limited, which ensures increased reliability of the contact.

Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, связанные с ограниченностью восприимчивости координат колебаний и сложность конструкции.The disadvantages of this device are the limited functionality associated with the limited susceptibility of the coordinates of the oscillations and the complexity of the design.

Задача полезной модели - расширение функциональных возможностей, благодаря введению запоминающего элемента с логической микросхемой.The objective of the utility model is the expansion of functionality, thanks to the introduction of a storage element with a logical microcircuit.

Техническим результатом является возможность контроля и записи на запоминающее устройство параметров колебаний во всех координатах, а также повышение точности результатов измерений, благодаря отсутствию механического контакта между активными элементами.The technical result is the ability to control and record on the storage device vibration parameters in all coordinates, as well as improving the accuracy of the measurement results due to the lack of mechanical contact between the active elements.

Указанный результат достигается тем, что в датчике, содержащем корпус и активные элементы, установленные с возможностью движения, согласно полезной модели, активные элементы установлены с возможностью движения внутри корпуса и выполнены в виде вертикальной и горизонтальной подвижных частей, представляющих собой двухполюсные постоянные магниты, закрепленные на упругих стержнях и неподвижной части, состоящей из катушек, размещенных по периметру корпуса, при этом введен запоминающий элемент с логической микросхемой, соединенный с выводами катушек.The specified result is achieved by the fact that in the sensor containing the housing and the active elements mounted with the possibility of movement, according to the utility model, the active elements are mounted with the possibility of movement inside the housing and are made in the form of vertical and horizontal moving parts, which are bipolar permanent magnets mounted on elastic rods and a fixed part consisting of coils placed around the perimeter of the housing, while a memory element with a logic microcircuit is connected, connected to the output ami coils.

Существо полезной модели поясняется чертежами. На фигуре 1 изображен вид сверху датчика колебаний. На фигуре 2 изображен вид сбоку датчика колебаний.The essence of the utility model is illustrated by drawings. The figure 1 shows a top view of the vibration sensor. The figure 2 shows a side view of the vibration sensor.

Предложенное устройство содержит (фиг. 1): корпус 1, на котором закреплена горизонтальная подвижная часть 2 и вертикальная подвижная часть 3 (фиг. 2), которые представляют собой два двухполюсных постоянных магнита, жестко закрепленных на упругих стержнях, выполненных, например, из пружинной стали. Постоянные магниты, намагниченные таким образом, что на внешней поверхности находится северный полюс магнита, а на внутренней поверхности расположен южный полюс. По периметру корпуса 1 расположены катушки 4, 5, выводы которых соединены с входами запоминающего элемента с логической микросхемой 6.The proposed device comprises (Fig. 1): a housing 1 on which a horizontal movable part 2 and a vertical movable part 3 (Fig. 2) are fixed, which are two bipolar permanent magnets rigidly fixed to elastic rods made, for example, of spring become. Permanent magnets magnetized in such a way that the north pole of the magnet is located on the outer surface, and the south pole is located on the inner surface. Along the perimeter of the housing 1 there are coils 4, 5, the terminals of which are connected to the inputs of the storage element with a logic microcircuit 6.

Датчик колебаний работает следующим образом. Постоянные магниты на упругих стержнях представляют собой механическую колебательную систему с малым трением. При этом жесткость стержней достаточна, чтобы не допустить «провисания» постоянных магнитов относительно катушек. При возникновении внешних возмущений любого направления (например, удар, толчок, вибрации) происходит отклонение подвижной части 2 или 3 от точки равновесия, т.е. в механической системе возникают свободные или вынужденные колебания, причем направление и амплитуда которых зависит от внешнего возмущающего воздействия. По закону электромагнитной индукции в катушках 4,5 наводится ЭДС, величина которой зависит от параметров колебаний подвижной части 2, 3, числа витков в катушках 4, 5 и магнитного потока, пронизывающего катушку, фиг. 2. Выводы от катушек 4, 5 подключены к запоминающему элементу с логической микросхемой, выполняющей функцию запоминания времени, даты и параметров наводимой ЭДС. Данные параметры используются для контроля состояния груза в тот или иной период времени, или например, для контроля сейсмоактивности в сейсмически опасных районах.The oscillation sensor operates as follows. Permanent magnets on elastic rods are a mechanical friction system with low friction. Moreover, the stiffness of the rods is sufficient to prevent “sagging” of permanent magnets relative to the coils. If external disturbances of any direction (for example, shock, shock, vibration) occur, the movable part 2 or 3 deviates from the equilibrium point, i.e. free or forced oscillations arise in the mechanical system, the direction and amplitude of which depend on the external disturbance. According to the law of electromagnetic induction in the coils 4,5, an EMF is induced, the magnitude of which depends on the vibration parameters of the moving part 2, 3, the number of turns in the coils 4, 5 and the magnetic flux penetrating the coil, FIG. 2. The conclusions from the coils 4, 5 are connected to a memory element with a logic chip that performs the function of storing the time, date and parameters of the induced emf. These parameters are used to monitor the condition of the cargo in a given period of time, or for example, to control seismic activity in seismically hazardous areas.

Итак, заявляемая полезная модель позволяет расширить функциональные возможности датчика, благодаря введению запоминающих элементов с логической микросхемой.So, the claimed utility model allows you to expand the functionality of the sensor, thanks to the introduction of storage elements with a logical microcircuit.

В результате датчик колебаний позволяет контролировать и записывать на запоминающее устройство параметры колебаний во всех координатах, а также повысить точности результатов измерений, благодаря отсутствию механического контакта между активными элементами.As a result, the vibration sensor allows you to control and record vibration parameters in all coordinates on the storage device, as well as improve the accuracy of the measurement results due to the lack of mechanical contact between the active elements.

Claims

An oscillation sensor comprising a housing and active elements installed with the possibility of movement, characterized in that the active elements are mounted with the possibility of movement inside the housing and are made in the form of vertical and horizontal moving parts, which are bipolar permanent magnets mounted on elastic rods and a fixed part consisting of coils placed around the perimeter of the housing, while a memory element with a logic microcircuit connected to the leads of the coils is introduced.