RU2083988C1 - Molecular-electron converter of oscillatory accelerations - Google Patents
Molecular-electron converter of oscillatory accelerations Download PDFInfo
- Publication number
- RU2083988C1 RU2083988C1 RU94025914/28A RU94025914A RU2083988C1 RU 2083988 C1 RU2083988 C1 RU 2083988C1 RU 94025914/28 A RU94025914/28 A RU 94025914/28A RU 94025914 A RU94025914 A RU 94025914A RU 2083988 C1 RU2083988 C1 RU 2083988C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inertial mass
- bellows
- converting element
- case
- elastic system
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Combined Devices Of Dampers And Springs (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в системах контроля, управления. The invention relates to information-measuring equipment and can be used in control systems.
Известно устройство для измерения механических колебаний, представляющее собой корпус, разделенный пористой перегородкой с токосъемными элементами на две камеры, заполненные полярной жидкостью. Устройство имеет канал, заполненный ртутью, выполняющей роль инерционной массы и закрытый упругими элементами /1/. A device for measuring mechanical vibrations is known, which is a housing divided by a porous septum with collector elements into two chambers filled with polar liquid. The device has a channel filled with mercury, acting as an inertial mass and closed by elastic elements / 1 /.
Наиболее близким к предлагаемому является электрокинетический преобразователь, в котором камеры образованы упругим элементом, выполненным в виде сильфона с неподвижными жесткими торцами, разделенного на две полосы жесткой перегородкой и соединенного с перегородкой корпуса одним из своих гофров /2/. Closest to the proposed one is an electrokinetic transducer in which the chambers are formed by an elastic element made in the form of a bellows with fixed rigid ends, divided into two strips by a rigid partition and connected to the body partition by one of its corrugations / 2 /.
Данные устройства сложны в изготовлении и имеют недостаточную чувствительность. These devices are difficult to manufacture and have insufficient sensitivity.
Целью изобретения является упрощение конструкции и увеличение чувствительности в заданном диапазоне. The aim of the invention is to simplify the design and increase sensitivity in a given range.
Указанная цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем преобразующий элемент, выполненный в виде пористой диафрагмы с электродами и упругую систему с инерционной массой, упругая система выполнена в виде образующего одну из камер преобразователя сильфона, одна из открытых сторон которого соединена с пористой диафрагмой, противоположная сторона сильфона закрыта инерционной массой, выполненной из магнитного материала, а с внешней стороны корпуса установлен электромагнит, взаимодействующий с инерционной массой, при этом величина инерционной массы и жесткость упругой системы и параметры преобразующего элемента устанавливаются в зависимости от частоты воздействия входного сигнала по соотношению:
где М величина инерционной массы,
Rг гидравлическое сопротивление преобразующего элемента,
S эффективная площадь преобразующего элемента,
К жесткость упругой системы,
fн нижняя граничная частота преобразования.This goal is achieved by the fact that in the transducer containing the converting element made in the form of a porous diaphragm with electrodes and an elastic system with an inertial mass, the elastic system is made in the form of a bellows forming one of the chambers of the transducer, one of the open sides of which is connected to the porous diaphragm, opposite the side of the bellows is closed by an inertial mass made of magnetic material, and an electromagnet interacting with the inertial mass is installed on the outside of the housing, while the inertial mass and the stiffness of the elastic system and the parameters of the converting element are set depending on the frequency of the input signal in the ratio:
where M is the value of the inertial mass,
R g the hydraulic resistance of the converting element,
S is the effective area of the conversion element,
K stiffness of the elastic system,
f n the lower cutoff frequency of the conversion.
Введение указанных отличительных признаков позволяет упростить конструкцию преобразователя за счет уменьшения упругих элементов и повысить чувствительность, что достигается соответствующими значениями конструктивных параметров и уменьшением влияния помех за счет помещения упругой системы и инерционной массы внутри корпуса преобразователя. The introduction of these distinguishing features allows us to simplify the design of the transducer by reducing the elastic elements and increase the sensitivity, which is achieved by the corresponding values of the structural parameters and by reducing the influence of interference due to the placement of the elastic system and the inertial mass inside the transducer housing.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. The drawing shows a diagram of the proposed device.
В корпусе 1, выполненном из инерционного немагнитного материала, имеется перемычка с отверстием 2 по периферии, в котором установлен преобразующий элемент пористая диафрагма 3 и электрод 4, развязанный от корпуса и снабженный токовыводом 5, и электрод 6, контактирующий с корпусом, имеющим токовывод 7. К перемычке корпуса по диаметру пористой диафрагмы прикреплен сильфон 8. Внутренние объемы корпуса 1 и сильфона 8 заполнены рабочей жидкостью. К нижней закрытой части сильфона прикреплена инерционная масса 9, выполненная из инертного магнитного материала. Со стороны массы 9 к корпусу преобразователя 1 прикреплено электромагнитное устройство, состоящее из сердечника 10 и катушки 11. Выводы преобразователя 5 и 7 подсоединяются к схеме ЭС1 считывания сигнала по току или напряжению и источнику питания Uпит. Катушка электромагнита подключена к электрической схеме ЭС2, обеспечивающей подачу калиброванного сигнала или обратную связь.In the housing 1, made of an inertial non-magnetic material, there is a jumper with a hole 2 around the periphery, in which a porous diaphragm 3 and an electrode 4 are installed, isolated from the housing and equipped with a current output 5, and an electrode 6 in contact with the housing having a current output 7. A bellows is attached to the bulkhead jumper by the diameter of the porous diaphragm 8. The internal volumes of the housing 1 and the bellows 8 are filled with a working fluid. An inertial mass 9 made of an inert magnetic material is attached to the lower closed part of the bellows. On the mass side 9, an electromagnetic device consisting of a core 10 and a coil 11 is attached to the housing of the converter 1. The terminals of the converter 5 and 7 are connected to the signal or current sensing circuit ES1 and the power supply U pit . The electromagnet coil is connected to an electric circuit ES2, providing a calibrated signal or feedback.
Преобразователь работает следующим образом. The converter operates as follows.
При воздействии ускорения на корпус 1 преобразователя вдоль его продольной оси инерционная масса 9 будет перемещаться, сжимая или растягивая сильфон 8, вследствие чего рабочая жидкость 12 перетекает из объема сильфона 8 в объем корпуса 1 и в обратном направлении через пористую перегородку 3. При этом на электродах 4 и 6 образуется электрический сигнал (разность потенциалов, ток Iвых, Uвых), который через токовыводы 5 и 7 поступает на электрическую схему ЭС1 считывания сигнала, пропорционального действующему колебательному ускорению. При контроле параметров преобразователя на катушку 1 через схему ЭС2 подается калибровочный переменный электрический сигнал 1к и в сердечнике 10 образуется магнитное поле, воздействующее на инерционную массу 9, которая перемещается с заданной амплитудой и частотой. В этом случае, как и при воздействии ускорения, на выходе преобразователя образуется электрический сигнал Uвых, Iвых, пропорциональный калиброванному сигналу Iк. Данная электромагнитная система может быть использована для организации обратной связи, применяемой с целью необходимой коррекции амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) преобразователя. Электрическое питание преобразователя осуществляется от источника постоянного тока Uпит.When acceleration acts on the transducer body 1 along its longitudinal axis, the inertial mass 9 will move, compressing or stretching the bellows 8, as a result of which the working fluid 12 flows from the volume of the bellows 8 into the volume of the housing 1 and in the opposite direction through the porous partition 3. At the same time, on the electrodes 4 and 6, an electric signal is generated (potential difference, current I o , U o ), which through current outputs 5 and 7 enters the electric circuit for reading the signal ES1, which is proportional to the actual vibrational acceleration. When monitoring the parameters of the converter, coil 1 is supplied through coil ES2 with a calibration variable electrical signal 1 k and a magnetic field is formed in the core 10, which acts on the inertial mass 9, which moves with a given amplitude and frequency. In this case, as with the action of acceleration, an electric signal U o , I o , proportional to the calibrated signal I to , is formed at the converter output. This electromagnetic system can be used to organize feedback used for the necessary correction of the amplitude-frequency characteristic (AFC) of the converter. The converter is powered by a direct current source U pit .
Предложенное инструктивное исполнение преобразователя уменьшает влияние воздействия неизмеряемых механических воздействий, а следовательно, и увеличение точности за счет того, что упругий элемент сильфон и инерционная масса размещены внутри объема преобразователя и защищены от случайных механических воздействий. The proposed instructive design of the transducer reduces the influence of unmeasured mechanical stresses, and consequently, increases the accuracy due to the fact that the elastic element, the bellows and the inertial mass, are located inside the transducer volume and are protected from accidental mechanical influences.
При этом повышение чувствительности достигается соответствующим подбором параметров механической системы величины инерционной массы, жесткости сильфона, гидравлического сопротивления и рабочей площади преобразующего элемента в зависимости от частоты измеряемого сигнала. In this case, an increase in sensitivity is achieved by an appropriate selection of the parameters of the mechanical system of the inertial mass, bellows rigidity, hydraulic resistance, and the working area of the converting element, depending on the frequency of the measured signal.
Claims (1)
где М величина инерционной массы;
К жесткость упругой системы;
fн нижняя граничная частота;
Rг гидравлическое сопротивление преобразующего элемента;
S эффективная площадь преобразующего элемента.A molecular electronic transducer of vibrational accelerations, containing a converting element dividing the internal volume of the housing into two chambers filled with a working fluid and made in the form of a porous diaphragm equipped with electrodes on opposite sides, an inertial mass and an elastic system in the form of a bellows, one of the end sides of which is connected to porous diaphragm, characterized in that one of the chambers of the transducer is formed by a bellows, the other end side of which is closed by an inertial mass made from a magnetic material, and an electromagnet interacting with the inertial mass is installed on the outside of the case, while the value of the inertial mass, the stiffness of the elastic system, and the parameters of the converting element are set depending on the frequency of the input signal by the ratio
where M is the value of the inertial mass;
K stiffness of the elastic system;
f n lower cutoff frequency;
R g the hydraulic resistance of the converting element;
S is the effective area of the conversion element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94025914/28A RU2083988C1 (en) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | Molecular-electron converter of oscillatory accelerations |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94025914/28A RU2083988C1 (en) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | Molecular-electron converter of oscillatory accelerations |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94025914A RU94025914A (en) | 1996-05-10 |
| RU2083988C1 true RU2083988C1 (en) | 1997-07-10 |
Family
ID=20158361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94025914/28A RU2083988C1 (en) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | Molecular-electron converter of oscillatory accelerations |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2083988C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2659459C1 (en) * | 2017-04-24 | 2018-07-02 | Общество с ограниченной ответственностью "ИГЕО" | Method of molecular electronic motion sensor conversion factor increase |
| RU2698527C1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-08-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" | Molecular-electronic hydrophone with feedback based on magnetohydrodynamic effect |
-
1994
- 1994-07-12 RU RU94025914/28A patent/RU2083988C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 380967, кл. G 01 P 15/08, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР N 1530953, кл. G 01 L 9/18, 1989. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2659459C1 (en) * | 2017-04-24 | 2018-07-02 | Общество с ограниченной ответственностью "ИГЕО" | Method of molecular electronic motion sensor conversion factor increase |
| RU2698527C1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-08-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" | Molecular-electronic hydrophone with feedback based on magnetohydrodynamic effect |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94025914A (en) | 1996-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4526040A (en) | Oscillation compensating apparatus for vortex flow meter | |
| US4238844A (en) | Displaced position detecting device | |
| US7501834B2 (en) | Voice coil actuator with embedded capacitive sensor for motion, position and/or acceleration detection | |
| EP0364508A4 (en) | Vortex flowmeter | |
| US4973062A (en) | Vortex flowmeter | |
| RU2083988C1 (en) | Molecular-electron converter of oscillatory accelerations | |
| US2974531A (en) | Accelerometer | |
| SU1295343A1 (en) | Molecular-electronic instrument transducer | |
| RU2017101C1 (en) | Pressure transducer | |
| SU807069A1 (en) | Device for measuring vibration acceleration | |
| US3364749A (en) | Pressure measuring systems | |
| RU2743633C1 (en) | Piezoelectric pressure sensor | |
| SU746291A1 (en) | Apparatus for measuring mechanical vibration parameters | |
| RU2152044C1 (en) | Transducer of mechanical oscillation parameters | |
| SU993054A1 (en) | Force pickup | |
| SU979919A1 (en) | Converter of pressure to electric signal | |
| SU561917A1 (en) | Vibration sensor | |
| SU838465A1 (en) | Electrokinetical pressure pick-up | |
| SU1654696A2 (en) | Pressure meter | |
| RU2237913C1 (en) | Seismometer | |
| SU964549A1 (en) | Piezoelectric acceleration transducer | |
| SU958979A1 (en) | Acceleration pickup | |
| Kotowski et al. | Electrocapillary elements. I. Electrocapillary acceleration meters with electrolyte, especially in a gel form | |
| SU1760382A1 (en) | Device for measuring static force | |
| SU1061052A1 (en) | Float-type measuring instrument |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |