RU167772U1

RU167772U1 - CABLE TRIBOELECTRIC VIBRATION KTV-Mf

Info

Publication number: RU167772U1
Application number: RU2016135582U
Authority: RU
Inventors: Ильдар Мансурович Гималетдинов
Original assignee: Ильдар Мансурович Гималетдинов
Priority date: 2016-09-01
Filing date: 2016-09-01
Publication date: 2017-01-10

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники и предназначена для использования в качестве чувствительного элемента технических средств охраны, устройств контроля и регистрации механических воздействий и для прокладки на открытом воздухе, в земле и в воде.The utility model relates to the field of electrical engineering and is intended for use as a sensitive element of technical security equipment, devices for monitoring and recording mechanical influences, and for laying outdoors, in the ground and in water.

Кабель трибоэлектрический вибрационный КТВ-Мф решает задачу повышения чувствительности за счет повышения эффекта контактной электризации, повышения срока службы кабеля, улучшения условий монтажа кабеля.Cable triboelectric vibration KTV-Mf solves the problem of increasing sensitivity by increasing the effect of contact electrification, increasing the life of the cable, improving the installation conditions of the cable.

Поставленная задача решается кабелем трибоэлектрическим, содержащим внутренний проводник, размещенный внутри полого диэлектрического изоляционного слоя, экран, внешний проводник и защитную оболочку из полимерного материала, отличающимся тем, что внутренний проводник выполнен в виде спирали, свитой виток к витку из металлических, биметаллических или трехслойных металлических проволок, и расположен внутри полого диэлектрического изоляционного слоя, внутри которого продольно уложена полиэтилентерефталатная пленка ПЭТ-Э с положительным перекрытием.The problem is solved by a triboelectric cable containing an inner conductor located inside a hollow dielectric insulating layer, a shield, an outer conductor and a protective sheath made of a polymeric material, characterized in that the inner conductor is made in the form of a spiral, a twisted coil to a coil of metal, bimetallic or three-layer metal wires, and is located inside a hollow dielectric insulating layer, inside of which a PET-E polyethylene terephthalate film with a positive th overlap.

Кроме того, внешний проводник выполнен из металлических проволок (медные или стальные), из биметаллических проволок (медные, покрытые оловом или медные с покрытием никеля), трехслойные выполнены из сталемедной проволоки, покрытой оловом.In addition, the outer conductor is made of metal wires (copper or steel), of bimetallic wires (copper, tin coated or copper coated with nickel), three-layer made of steel-copper wire coated with tin.

Кроме того, под полый диэлектрический слой дополнительно уложена пленка ПЭТ-Э, позволяющая увеличить трибоэлектрический эффект за счет «тройного трения» и неидеально ровной поверхности, что приводит к увеличению случайных контактов.In addition, a PET-E film is additionally laid under the hollow dielectric layer, which makes it possible to increase the triboelectric effect due to “triple friction” and an imperfectly smooth surface, which leads to an increase in random contacts.

Кабель трибоэлектрический вибрационный КТВ-Мф промышленно применим, может найти применение в таких областях, как охранная техника среди периметровых средств обнаружения нарушения.

Cable triboelectric vibration KTV-Mf is industrially applicable, can find application in areas such as security equipment among perimeter means of detecting violations.

Description

Известен преобразователь вибрационный - трибоэлектрический (патент РФ №104694, 14.01.2011 г., МПК G01В 7/00), содержащий внутренний проводник, размещенный внутри диэлектрического изоляционного слоя, экран, внешний проводник и защитную оболочку из полимерного материала, отличающийся тем, что внутренний проводник выполнен в виде спирали, состоящей из одной или нескольких металлических проволок и размещенной внутри полого диэлектрического изоляционного слоя, экран выполнен из фольгированной алюминием полимерной ленты, наложенной по спирали или продольно с положительным перекрытием металлическим слоем к диэлектрическому изоляционному слою, между экраном и диэлектрическим изоляционным слоем размещен один или несколько внешних проводников, сверху экрана расположена защитная оболочка из полимерного материала, при этом соотношение максимального внешнего диаметра спирали и минимального внутреннего диаметра диэлектрического изоляционного слоя находится в диапазоне 0,92÷5,4, а внешний диаметр защитной оболочки не более 7,0 мм.Known vibration-triboelectric converter (RF patent No. 104694, 01/14/2011, IPC G01B 7/00) containing an inner conductor located inside the dielectric insulating layer, a shield, an outer conductor and a protective sheath of a polymeric material, characterized in that the inner the conductor is made in the form of a spiral, consisting of one or more metal wires and placed inside a hollow dielectric insulating layer, the screen is made of aluminum foil-coated polymer tape, applied in a spiral or one or more external conductors are placed between the screen and the dielectric insulating layer, a protective sheath of polymer material is located on top of the screen, while the ratio of the maximum external diameter of the spiral and the minimum internal diameter of the dielectric insulating layer is in the range 0.92 ÷ 5.4, and the outer diameter of the containment is not more than 7.0 mm.

2. Преобразователь вибрационный трибоэлектрический по п. 1, отличающийся тем, что диэлектрический изоляционный слой выполнен из фторопласта.2. The vibratory triboelectric converter according to claim 1, characterized in that the dielectric insulating layer is made of fluoroplastic.

3. Преобразователь вибрационный трибоэлектрический по п. 1, отличающийся тем, что защитная оболочка выполнена из полимерного негорючего, галогенонесодержащего материала с пониженным газо- и дымовыделением.3. The vibratory triboelectric converter according to claim 1, characterized in that the protective shell is made of a polymer non-combustible, halogen-free material with reduced gas and smoke emission.

Недостатками известного преобразователя являются низкая чувствительность к механическим воздействиям, низкая стойкость к коррозии.The disadvantages of the known Converter are low sensitivity to mechanical stress, low resistance to corrosion.

Техническим результатом, достигаемым предлагаемой полезной моделью, является повышение чувствительности за счет повышения эффекта контактной электризации, повышение срока службы кабеля.The technical result achieved by the proposed utility model is to increase the sensitivity by increasing the effect of contact electrification, increasing the life of the cable.

Технический результат достигается кабелем трибоэлектрическим, содержащим внутренний проводник, выполненный в виде спирали, состоящей из одной или нескольких металлических проволок и размещенной внутри полого диэлектрического изоляционного слоя, экран выполнен из фольгированной алюминием полимерной ленты, наложенной по спирали или продольно с положительным перекрытием металлическим слоем к диэлектрическому изоляционному слою, между экраном и диэлектрическим изоляционным слоем размещен один или несколько внешних проводников, сверху экрана расположена защитная оболочка из полимерного материала, отличающимся тем, что внутренний проводник выполнен в виде спирали, свитой виток к витку из двух металлических, биметаллических или трехслойных металлических проволок, и расположен внутри полого диэлектрического изоляционного слоя, внутри которого продольно уложена полиэтилентерефталатная пленка ПЭТ-Э с положительным перекрытием.The technical result is achieved by a triboelectric cable containing an internal conductor, made in the form of a spiral, consisting of one or more metal wires and placed inside a hollow dielectric insulating layer, the screen is made of aluminum foil-coated polymer tape, applied in a spiral or longitudinally with a positive overlap with a metal layer to the dielectric the insulating layer, between the screen and the dielectric insulating layer there is one or more external conductors, A protective shell made of a polymeric material is located on the screen side, characterized in that the inner conductor is made in the form of a spiral, a twisted turn to a turn of two metal, bimetallic or three-layer metal wires, and is located inside a hollow dielectric insulating layer, inside which a PET- E with a positive overlap.

Технический результат достигается также кабелем трибоэлектрическим вибрационным, в котором внутренний проводник изготавливается из металлических, биметаллических или трехслойных металлических проволок. The technical result is also achieved by a triboelectric vibration cable, in which the inner conductor is made of metal, bimetallic or three-layer metal wires.

Некоторые варианты. Металлические проволоки - медные или стальные. Биметаллические - медь, покрытая оловом; медь, покрытая никелем. Трехслойные - сталемедная проволока, покрытая оловом, и т.д. Дополнительное покрытие (к примеру, олово) позволяет максимально обезопасить металл от окисления и коррозии, что продлевает срок эксплуатации кабеля. Также, лужение позволяет облегчить монтаж кабеля (при пайке внутренних проводников).Some options. Metal wires - copper or steel. Bimetal - tin coated copper; nickel plated copper. Three-layer - tin coated steel-copper wire, etc. An additional coating (for example, tin) allows you to protect the metal from oxidation and corrosion as much as possible, which extends the life of the cable. Also, tinning makes it easier to install the cable (when soldering the internal conductors).

На фиг. 1 представлен кабель трибоэлектрический вибрационный КТВ-Мф, где:In FIG. 1 shows a cable triboelectric vibration KTV-Mf, where:

1 - внутренний проводник, выполненный в виде спирали диаметром D1=2,0±0,2 мм из металлических, биметаллических или трехслойных металлических проволок, диаметром 0,26-0,30 мм,1 - inner conductor, made in the form of a spiral with a diameter of D1 = 2.0 ± 0.2 mm from metal, bimetallic or three-layer metal wires, with a diameter of 0.26-0.30 mm,

2 - полый диэлектрический изоляционный слой диаметром D2=6,0 мм, толщина изоляции 1,0+0,2 мм,2 - a hollow dielectric insulating layer with a diameter of D2 = 6.0 mm, insulation thickness 1.0 + 0.2 mm,

3 - полиэтилентерефталатная пленка ПЭТ-Э номинальной толщиной не более 50 мкм с положительным перекрытием,3 - PET-E polyethylene terephthalate film with a nominal thickness of not more than 50 μm with positive overlap,

4 - экран, выполненный из алюминиевой фольги или фольгированной алюминием полимерной ленты, наложенной по спирали или продольно с положительным перекрытием не менее 12%,4 - a screen made of aluminum foil or aluminum foil-coated polymer tape imposed in a spiral or longitudinally with a positive overlap of at least 12%,

5 - внешний проводник из двух контактных медных луженых проволок диаметром 0.26-0.3 мм,5 - external conductor of two contact tinned copper wires with a diameter of 0.26-0.3 mm,

6 - защитная оболочка из полиэтилена толщиной 2,2 мм - 0,2, диаметр ЭЗ оболочки мин. 9,5 мм, макс. 11,6 мм. Допускаются местные увеличения наружного диаметра.6 - a protective shell made of polyethylene with a thickness of 2.2 mm - 0.2, the diameter of the EZ shell min. 9.5 mm max. 11.6 mm. Local increases in outside diameter are allowed.

Строительная длина равна или кратна 128+2 м, маломерные отрезки - не менее 45 м и не более 15% от партии.Construction length is equal to or a multiple of 128 + 2 m, small sections - not less than 45 m and not more than 15% of the lot.

Внутренний проводник 1 выполнен в виде спирали, свитой виток к витку из металлических, биметаллических или трехслойных металлических проволок, и расположен внутри полого диэлектрического изоляционного слоя 2, внутри которого продольно уложена полиэтилентерефталатная пленка ПЭТ-Э с положительным перекрытием 3, экран 4, выполненный из алюминиевой фольги или фольгированной алюминием полимерной ленты, наложенной по спирали или продольно с положительным перекрытием металлическим слоем к диэлектрическому изоляционному слою 2, между экраном 4 и диэлектрическим изоляционным слоем 2 продольно уложены несколько внешних проводников 5, поверх экрана 4 расположена защитная оболочка из полимерного материала 6.The inner conductor 1 is made in the form of a spiral, a twisted turn to a turn of metal, bimetallic or three-layer metal wires, and is located inside a hollow dielectric insulating layer 2, inside of which PET-E polyethylene terephthalate film with positive overlap 3 is longitudinally laid, screen 4 made of aluminum foil or aluminum foil-coated polymer tape helically or longitudinally positively overlapped by a metal layer to a dielectric insulating layer 2 between the screen 4 and a series of external conductors 5 are longitudinally stacked with a dielectric insulating layer 2, and a protective sheath of polymer material 6 is located on top of the screen 4.

Основным техническим результатом является повышение чувствительности кабеля.The main technical result is an increase in cable sensitivity.

Чувствительность кабеля повышается несколькими факторами:Cable sensitivity is enhanced by several factors:

1. Работа кабеля основана на трибоэлектрическом эффекте. Для оценки того, как будут заряжаться материалы при их трении друг о друга, их располагают в трибоэлектрический ряд (экспериментальные данные). С помощью этого ряда можно составить представление о том, как будут взаимодействовать между собой различные материалы. Чем ближе располагаются друг к другу материалы в указанном ряду, тем меньшие заряды будут образовываться в результате контакта этих материалов. Так, в случае изготовления внутреннего проводника из стальной проволоки, трибоэлектрический эффект будет лучше, чем при применении медных проволок.1. Cable operation is based on triboelectric effect. To evaluate how the materials will be charged when they are rubbed against each other, they are placed in a triboelectric series (experimental data). Using this series, you can get an idea of how different materials will interact with each other. The closer the materials in the indicated row are to each other, the smaller charges will be formed as a result of the contact of these materials. So, in the case of the manufacture of an inner conductor of steel wire, the triboelectric effect will be better than with copper wires.

Трибоэлектрический ряд: стекло, нейлон, шерсть, алюминий, бумага, сталь, резина, медь, серебро, полиэфирная синтетическая пластмасса; целлулоид, полиуретан, полипропилен, ПВХ, кремний, тефлон.Triboelectric series: glass, nylon, wool, aluminum, paper, steel, rubber, copper, silver, polyester synthetic plastic; celluloid, polyurethane, polypropylene, PVC, silicon, teflon.

Кабель обычно крепят вдоль забора (периметровая охрана) и подключают через блок усилителя к регистратору. Работа кабеля основана на трибоэлектрическом эффекте. При воздействии внешних механических помех (вибрация, деформация и т.д.) возникает трение внутреннего проводника 1 и пленки ПЭТ-Э 3, пленки ПЭТ-Э 3 и изоляционного слоя 2, изоляционного слоя 2 и экрана 4, что обуславливает появление электрических зарядов на внутреннем и внешнем проводнике 1 и 5. Защиту от внешних электромагнитных полей выполняет экран 4. За целостность кабельной конструкции отвечает оболочка 6.The cable is usually attached along the fence (perimeter security) and connected through the amplifier unit to the recorder. Cable operation is based on triboelectric effect. When external mechanical interference (vibration, deformation, etc.) occurs, friction of the inner conductor 1 and PET-E 3 film, PET-E 3 film and insulating layer 2, insulating layer 2 and screen 4, which causes the appearance of electric charges on inner and outer conductor 1 and 5. Protection from external electromagnetic fields is performed by screen 4. The sheath 6 is responsible for the integrity of the cable structure.

При подключении кабеля к регистратору через блок усилителя возникшие трибоэлектрические заряды (выходной электрический сигнал) будут отображаться на экране регистратора. Уровень сигнала прямо пропорционален силе механического воздействия. Исходя из полученных графиков, можно судить о характере внешних механических воздействий.When connecting the cable to the recorder through the amplifier unit, the resulting triboelectric charges (output electrical signal) will be displayed on the recorder screen. The signal level is directly proportional to the strength of the mechanical impact. Based on the obtained graphs, one can judge the nature of external mechanical influences.

2. Технический результат достигается тем, что в кабеле трибоэлектрическом вибрационном под полый диэлектрический изоляционный слой дополнительно уложена полиэтилентерефталатная пленка ПЭТ-Э с положительным перекрытием.2. The technical result is achieved in that a PET-E polyethylene terephthalate film with positive overlap is additionally laid in the triboelectric vibration cable under the hollow dielectric insulating layer.

В предложенном кабеле трибоэлектрический эффект возникает при трении внутреннего проводника 1 и пленки ПЭТ-Э 3, пленки ПЭТ-Э 3 и изоляционного слоя 2, изоляционного слоя 2 и экрана 4, что обуславливает появление электрических зарядов. Присутствует «тройное трение». Таким образом, увеличивается количество контактов, что обеспечивает повышение чувствительности за счет повышения эффекта контактной электризации, повышение срока службы кабеля.In the proposed cable, the triboelectric effect occurs during friction of the inner conductor 1 and the PET-E 3 film, the PET-E 3 film and the insulating layer 2, the insulating layer 2 and the screen 4, which leads to the appearance of electric charges. There is a "triple friction." Thus, the number of contacts increases, which provides increased sensitivity by increasing the effect of contact electrification, increasing the cable service life.

В случае применения пленки ПЭТ-Э увеличивается вероятность соприкосновения с ним внутреннего проводника вследствие неровностей поверхностей на отдельных участках, против идеально ровной внутренней поверхности изоляционного слоя.In the case of using a PET-E film, the likelihood of contact of the inner conductor with it increases due to surface irregularities in individual areas, against a perfectly even inner surface of the insulating layer.

Таким образом, конструктивные решения, примененные в кабеле, выгодно отличают его от известных решений. При этом уровень сигнала более, чем в 4 раза выше сигнала прототипа.Thus, the design solutions used in the cable distinguish it from known solutions. Moreover, the signal level is more than 4 times higher than the signal of the prototype.

Заявляемый кабель обладает новизной, промышленно применим и может найти применение в таких областях, как охранная техника среди периметровых средств обнаружения нарушения.The inventive cable is novel, industrially applicable and can find application in areas such as security equipment among perimeter means of detecting violations.

Источники информации:Information sources:

1. Патент РФ №104694, 14.01.2011 г., МПК G01В 7/00.1. RF patent No. 104694, 01/14/2011, IPC G01B 7/00.

Claims

1. Triboelectric cable containing an inner conductor placed inside a hollow dielectric insulating layer, a shield, an outer conductor and a protective sheath of a polymeric material, characterized in that the inner conductor is made in the form of a spiral, a twisted coil to a coil of metal, bimetallic or three-layer metal wires , and is located inside a hollow dielectric insulating layer, inside of which a PET-E polyethylene terephthalate film with positive overlap is longitudinally laid.

2. Triboelectric cable according to claim 1, characterized in that the outer conductor is made of metal wires (copper or steel), of bimetallic wires (copper, tin coated or copper coated with nickel), three-layer made of steel-copper wire coated with tin.

3. The triboelectric cable according to claim 1, characterized in that a PET-E film is additionally laid under the hollow dielectric layer.