RU2684001C1

RU2684001C1 - Vibration sensor

Info

Publication number: RU2684001C1
Application number: RU2017137934A
Authority: RU
Inventors: Андрей Анатольевич Паньков
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2019-04-03

Abstract

FIELD: measurement.SUBSTANCE: invention relates to measurement equipment, in particular to sensors for measuring vibration deformations on surface of structure, and can be used for diagnostics of vibrational stress-strain state and flaw detection of structures in aerospace, oil and gas and transport engineering. Vibration sensor has two electrodes, a piezoelectric element connected to the first electrode, and an electroluminescent element in contact with the piezoelectric element and the second electrode. Electroluminescent element is located between piezoelectric element and second electrode, first and second electrodes are configured to control the luminescence intensity of the electroluminescent element by means of connection with the supply electrodes to the power supply with variable electric voltage.EFFECT: technical result consists in improvement of sensitivity of visual diagnostics of anisotropic vibration deformations.9 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к датчикам измерения вибрационных деформаций на поверхности конструкции, и может быть использовано для диагностики вибрационного напряженно-деформированного состояния и дефектоскопии конструкций в аэрокосмической, нефтегазовой и транспортной технике.The invention relates to the field of measuring equipment, in particular to sensors for measuring vibrational deformations on the surface of a structure, and can be used to diagnose vibrational stress-strain state and defectoscopy of structures in aerospace, oil and gas and transport equipment.

Известен резистивный датчик деформаций (см. стр. 228 [Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т./Ред. совет: В.Н. Челомей (пред.). - М.: Машиностроение, 1981 - Т.5. Измерения и испытания. - Под ред. М.Д. Генкина. 1981. - 496 с.] http://know.alnam.ru/book_vb5.php?id=66), состоящий из трех однотипных круговых секторных чувствительных элементов с различными пространственными ориентациями их внутренней структуры, двух электродов у каждого элемента, клеевой прослойки между датчиком и диагностируемым локальным участком поверхности конструкции.A resistive strain gauge is known (see page 228 [Vibrations in technology: Handbook. In 6 volumes. / Ed. Advice: V.N. Chelomei (previous). - M .: Mechanical Engineering, 1981 - V. 5. Measurements and Tests. - Edited by MD Genkin. 1981. - 496 p.] Http://know.alnam.ru/book_vb5.php?id=66), consisting of three of the same circular sector sensitive elements with different spatial orientations of their internal structure, two electrodes for each element, an adhesive layer between the sensor and the diagnosed local portion of the surface of the structure.

Недостатками известного устройства являются низкая чувствительность, отсутствие визуализации диагностики анизотропных вибрационных деформаций и не применимость для диагностирования деформаций на протяженном участке поверхности конструкции.The disadvantages of the known device are low sensitivity, lack of visualization of diagnostics of anisotropic vibrational deformations and inapplicability for diagnosing deformations on an extended section of the surface of the structure.

Известен векторный пьезоэлектрический вибропреобразователь (патент RU №2347228, 20.02.2009), состоящий из пьезоэлемента в виде прямоугольного параллелепипеда с элементами съема зарядов с попарно противолежащих и изолированных друг от друга прямоугольных электродов на его гранях.Known vector piezoelectric vibration transducer (patent RU No. 2347228, 02/20/2009), consisting of a piezoelectric element in the form of a rectangular parallelepiped with charge pick-up elements from pairwise opposite and isolated from each other rectangular electrodes on its faces.

Известен пьезооптический датчик вибраций (Patent US 6305227 B1. Sensing systems using quartz sensors and fiber optics / Jian-qun Wu, Kevin F, Didden, Alan D. Kersey, Phillip E. Pruett, Arthur D. Hay. - Опубл. 23 октября 2001 г.), состоящий из источника света, световода, системы чувствительных точечных пьезоэлементов, информативный электрический сигнал с которых трансформируется в механическое воздействие на световод для изменения его оптических характеристик, в частности, светопроводности в соответствии с внешним диагностируемым механическим воздействием.Known piezoelectric vibration sensor (Patent US 6305227 B1. Sensing systems using quartz sensors and fiber optics / Jian-qun Wu, Kevin F, Didden, Alan D. Kersey, Phillip E. Pruett, Arthur D. Hay. - Published on October 23, 2001 d), consisting of a light source, a fiber, a system of sensitive point piezoelectric elements, an informative electrical signal from which is transformed into a mechanical effect on the fiber to change its optical characteristics, in particular, light transmission in accordance with an external diagnosed mechanical stress.

Недостатками известного устройства являются низкая чувствительность, отсутствие визуализации результатов диагностики анизотропных вибрационных деформаций поверхности конструкции.The disadvantages of the known device are low sensitivity, lack of visualization of the diagnostic results of anisotropic vibrational deformations of the surface of the structure.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является датчик вибраций (патент GB 843274 А, 04.08.1960), содержащий два электрода, пьезоэлектрический элемент, соединенный с первым электродом, и электролюминесцентный элемент, контактирующий с пьезоэлектрическим элементом и вторым электродом, при этом электроды выполнены с возможностью управления интенсивностью свечения электролюминесцентного элемента посредством подключения с помощью подводящих электродов к источнику питания с варьируемым электрическим напряжением, внешний приемник-анализатор интенсивности монохромного свечения электролюминесцентного элемента. Данная конструкция принята за прототип.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a vibration sensor (patent GB 843274 A, 08/04/1960) containing two electrodes, a piezoelectric element connected to the first electrode, and an electroluminescent element in contact with the piezoelectric element and the second electrode, in this case, the electrodes are configured to control the intensity of the glow of the electroluminescent element by connecting using supply electrodes to a power source with varying th electric voltage, an external receiver-analyzer luminescence intensity monochrome electroluminescent element. This design is taken as a prototype.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения, - два электрода, между которыми последовательно расположены соединенные между собой пьезоэлектрический и электролюминесцентный элементы; электроды выполнены с возможностью управления интенсивностью свечения электролюминесцентного элемента посредством подключения с помощью подводящих электродов к источнику питания с варьируемым электрическим напряжением; внешний приемник-анализатор интенсивности свечения.Signs of the prototype, which coincides with the essential features of the claimed invention, are two electrodes between which piezoelectric and electroluminescent elements are connected in series; the electrodes are configured to control the intensity of the glow of the electroluminescent element by connecting using supply electrodes to a power source with a variable electrical voltage; external receiver-analyzer of luminance intensity.

Недостатками известного устройства, принятого за прототип, являются низкая точность (практически, невозможность) диагностирования характеристик анизотропии вибраций локального участка поверхности исследуемой конструкции и неприменимость устройства для диагностирования непрерывных вибрационных полей, распределенных на протяженном участке поверхности конструкции.The disadvantages of the known device adopted for the prototype are the low accuracy (practically impossibility) of diagnosing the vibration anisotropy characteristics of the local surface area of the investigated structure and the inapplicability of the device for diagnosing continuous vibration fields distributed over an extended section of the structure surface.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности диагностирования характеристик анизотропии вибраций исследуемой конструкции.The technical result of the invention is to improve the accuracy of diagnosing the characteristics of the vibration anisotropy of the investigated structure.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном датчике вибраций, содержащем два электрода, между которыми последовательно расположены соединенные между собой пьезоэлектрический и электролюминесцентный элементы, при этом электроды выполнены с возможностью управления интенсивностью свечения электролюминесцентного элемента посредством подключения с помощью подводящих электродов к источнику питания с варьируемым электрическим напряжением, внешний приемник-анализатор интенсивности свечения, согласно изобретению пьезоэлектрический элемент выполнен составным, включающим от двух до шести пьезоэлектрических элементов с различными взаимными пространственными ориентациями направлений поляризаций, при этом направления поляризаций произвольных трех пьезоэлектрических элементов являются некомпланарными для случая наличия от трех до шести пьезоэлектрических элементов в датчике вибраций, число пьезоэлектрических элементов равно числу диагностируемых параметров анизотропной вибрации конструкции, электролюминесцентный элемент выполнен составным, состоящим из электролюминесцентных элементов с различными частотами светоотдач, число которых равно числу пьезоэлектрических элементов, внешний приемник-анализатор выполнен с возможностью обработки интенсивностей полихромного спектра свечений от электролюминесцентных элементов датчика вибраций.The specified technical result is achieved by the fact that in the known vibration sensor containing two electrodes, between which piezoelectric and electroluminescent elements are connected in series, the electrodes are configured to control the luminous intensity of the electroluminescent element by connecting using supply electrodes to a variable power source voltage, external receiver-analyzer of the luminous intensity according to the invention The piezoelectric element is made composite, comprising from two to six piezoelectric elements with different mutual spatial orientations of the directions of polarization, while the polarization directions of arbitrary three piezoelectric elements are non-coplanar for the case of three to six piezoelectric elements in the vibration sensor, the number of piezoelectric elements is equal to the number of diagnosed parameters anisotropic vibration of the structure, the electroluminescent element is made integral m, consisting of electroluminescent elements with different light output frequencies, the number of which is equal to the number of piezoelectric elements, the external receiver-analyzer is configured to process the intensities of the polychrome spectrum of the glow from the electroluminescent elements of the vibration sensor.

Пьезоэлектрические элементы могут быть в виде однотипных круговых цилиндрических секторов и общие первый и второй электроды выполнены плоскими круглой формы или в виде цилиндрических поверхностей, коаксиальных с центральной осью датчика.Piezoelectric elements can be in the form of the same circular cylindrical sectors and the common first and second electrodes are made flat round in the form of or in the form of cylindrical surfaces coaxial with the central axis of the sensor.

Датчик может быть дополнен оптоволокном, расположенным вблизи электролюминесцентных элементов для приема и передачи от них полихромных световых сигналов к внешнему приемнику-анализатору интенсивности свечения; электролюминесцентные элементы датчика вибраций могут быть расположены вблизи торцевого сечения оптоволокна (см. патент US 4991150 А, 05.02.1991) или вблизи и вдоль боковой цилиндрической поверхности оптоволокна, в частности, для распределенного датчика вибраций.The sensor can be supplemented with optical fiber located near electroluminescent elements for receiving and transmitting polychrome light signals from them to an external receiver-analyzer of luminous intensity; electroluminescent elements of the vibration sensor can be located near the end section of the optical fiber (see patent US 4991150 A, 02/05/1991) or near and along the lateral cylindrical surface of the optical fiber, in particular, for a distributed vibration sensor.

Датчик может быть выполнен в виде составного цилиндрического волокна, состоящего из последовательно расположенных вокруг оптоволокна и скрепленных с ним и между собой соответствующими смежными цилиндрическими продольными границами составных по окружной координате концентрических цилиндрических электролюминесцентного и пьезоэлектрического слоев в виде скрепленных между собой соответствующими смежными плоскими продольными границами однотипных круговых цилиндрических электролюминесцентных или пьезоэлектрических секторов, при этом смежные по цилиндрическим продольным границам пары секторов электролюминесцентного и пьезоэлектрического слоев образуют однотипные составные круговые цилиндрические секторы, на межфазной поверхности между оптоволокном и составным электролюминесцентным слоем расположен первый электрод в виде тонкого слоя из светопроницаемого или перфорированного электропроводного материала и на внешнюю цилиндрическую поверхность составного пьезоэлектрического слоя нанесен второй электрод в виде тонкого слоя из электропроводного материала с внешним защитным покрытием для защиты от механических повреждений.The sensor can be made in the form of a composite cylindrical fiber, consisting of concentric cylindrical cylindrical electroluminescent and piezoelectric layers in the form of concentric cylindrical electroluminescent and piezoelectric layers bonded to each other by adjacent adjacent flat longitudinal borders of the same circular cylindrical electroluminescent or piezoelectric sectors, with the pairs of sectors of electroluminescent and piezoelectric layers adjacent along cylindrical longitudinal boundaries form the same type of circular circular cylindrical sectors, on the interphase surface between the optical fiber and the composite electroluminescent layer, the first electrode is located in the form of a thin layer of translucent or perforated electrically conductive material and on the outer cylindrical surface of the composite piezoelectric layer second electrode in the form of a thin layer of conductive material an external protective coating for protection against mechanical damage.

Датчик может быть дополнен инерционным элементом, расположенным и закрепленным вблизи пьезоэлектрических элементов.The sensor can be supplemented by an inertial element located and fixed near the piezoelectric elements.

Датчик может быть дополнен одним или несколькими поверхностными электродами для собирания электрических потенциалов (электрических зарядов) с поверхности пьезоэлектрического элемента и направления интегрального потенциала на электролюминесцентный элемент для повышения чувствительности датчика.The sensor can be supplemented with one or more surface electrodes to collect electrical potentials (electric charges) from the surface of the piezoelectric element and direct the integral potential to the electroluminescent element to increase the sensitivity of the sensor.

Датчик может быть выполнен составным сетевого типа, включающим два или более однотипных заявленных датчиков. В составном датчике сетевого типа электроды однотипных заявленных датчиков могут быть соединены между собой сетевыми, в частности, линейными электродами при этом сетевые электроды могут быть покрыты и зафиксированы на диагностируемом участке поверхности конструкции полимерным защитным слоем для защиты от механических повреждений.The sensor can be made composite network type, including two or more of the same type of the declared sensors. In a composite sensor of a network type, the electrodes of the same type of the claimed sensors can be interconnected by network, in particular, linear electrodes, while the network electrodes can be coated and fixed on the diagnosed section of the surface of the structure with a polymer protective layer to protect against mechanical damage.

Оптоволокно в датчике в виде составного цилиндрического волокна и в составном датчике сетевого типа может иметь форму концентрической спирали для увеличения контролируемой площади поверхности конструкции, приходящейся на один внешний приемник-анализатор интенсивности свечения датчика.The optical fiber in the sensor in the form of a composite cylindrical fiber and in a composite network-type sensor can be in the form of a concentric spiral to increase the controlled surface area of the structure per one external detector-analyzer of the luminous intensity of the sensor.

Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа, - пьезоэлектрический элемент выполнен составным, состоящим из двух или более пьезоэлектрических элементов с различной взаимной пространственной ориентацией направлений поляризаций; направления поляризаций произвольных трех пьезоэлектрических элементов являются некомпланарными для случая наличия трех и более пьезоэлектрических элементов в датчике вибраций; число пьезоэлектрических элементов равно числу диагностируемых параметров анизотропной вибрации конструкции; электролюминесцентный элемент выполнен составным, состоящим из электролюминесцентных элементов с различными частотами светоотдач, число которых равно числу пьезоэлектрических элементов; внешний приемник-анализатор выполнен с возможностью обработки интенсивностей полихромного спектра свечений от электролюминесцентных элементов датчика вибраций; пьезоэлектрические элементы в виде однотипных круговых цилиндрических секторов и общие первый и второй электроды выполнены плоскими круглой формы или в виде цилиндрических поверхностей, коаксиальных с центральной осью датчика; датчик дополнен оптоволокном, расположенным вблизи электролюминесцентных элементов для приема и передачи от них полихромных световых сигналов к внешнему приемнику-анализатору интенсивности свечения; электролюминесцентные элементы датчика вибраций расположены вблизи торцевого сечения оптоволокна или вблизи и вдоль боковой цилиндрической поверхности оптоволокна, в частности, для распределенного датчика вибраций; датчик выполнен в виде составного цилиндрического волокна, состоящего из последовательно расположенных вокруг оптоволокна и скрепленных с ним и между собой соответствующими смежными цилиндрическими продольными границами составных по окружной координате концентрических цилиндрических электролюминесцентного и пьезоэлектрического слоев в виде скрепленных между собой соответствующими смежными плоскими продольными границами однотипных круговых цилиндрических электролюминесцентных или пьезоэлектрических секторов, при этом смежные по цилиндрическим продольным границам пары секторов электролюминесцентного и пьезоэлектрического слоев образуют однотипные составные круговые цилиндрические секторы, на межфазной поверхности между оптоволокном и составным электролюминесцентным слоем расположен первый электрод в виде тонкого слоя из светопроницаемого или перфорированного электропроводного материала и на внешнюю цилиндрическую поверхность составного пьезоэлектрического слоя нанесен второй электрод в виде тонкого слоя из электропроводного материала с внешним защитным покрытием для защиты от механических повреждений; датчик дополнен инерционным элементом, расположенным и закрепленным вблизи пьезоэлектрических элементов; датчик дополнен одним или несколькими поверхностными электродами для собирания электрических потенциалов с поверхности пьезоэлектрического элемента и направления интегрального потенциала на электролюминесцентный элемент для повышения чувствительности датчика; датчик выполнен составным сетевого типа, включающим два или более однотипных заявленных датчиков, при этом электроды однотипных заявленных датчиков соединены между собой сетевыми, в частности, линейными электродами, которые покрыты и зафиксированы на диагностируемом участке поверхности конструкции полимерным защитным слоем для защиты от механических повреждений; оптоволокно в датчике в виде составного цилиндрического волокна и в составном датчике сетевого типа имеет форму концентрической спирали для увеличения контролируемой площади поверхности конструкции, приходящейся на один внешний приемник-анализатор интенсивности свечения датчика.Signs of the proposed technical solution, distinctive from the prototype, - the piezoelectric element is made composite, consisting of two or more piezoelectric elements with different mutual spatial orientation of the directions of polarization; polarization directions of arbitrary three piezoelectric elements are non-coplanar for the case of the presence of three or more piezoelectric elements in a vibration sensor; the number of piezoelectric elements is equal to the number of diagnosed parameters of the anisotropic vibration of the structure; an electroluminescent element is made composite, consisting of electroluminescent elements with different light output frequencies, the number of which is equal to the number of piezoelectric elements; the external receiver-analyzer is configured to process the intensities of the polychrome spectrum of the glow from the electroluminescent elements of the vibration sensor; piezoelectric elements in the form of circular cylindrical sectors of the same type and the common first and second electrodes are made flat round in shape or in the form of cylindrical surfaces coaxial with the central axis of the sensor; the sensor is supplemented with optical fiber located near electroluminescent elements for receiving and transmitting polychrome light signals from them to an external receiver-analyzer of luminous intensity; electroluminescent elements of the vibration sensor are located near the end section of the optical fiber or near and along the lateral cylindrical surface of the optical fiber, in particular for a distributed vibration sensor; the sensor is made in the form of a composite cylindrical fiber, consisting of concentric cylindrical cylindrical electroluminescent and piezoelectric layers in the form of concentric cylindrical electroluminescent and piezoelectric layers in the form of the same circular circular cylindrical electroluminescent bonds bonded together or piezoelectric sectors, while adjacent e along the cylindrical longitudinal boundaries, pairs of sectors of the electroluminescent and piezoelectric layers form the same type of circular circular sectors, on the interphase surface between the optical fiber and the composite electroluminescent layer there is a first electrode in the form of a thin layer of translucent or perforated electrically conductive material and on the outer cylindrical surface of the composite piezoelectric layer an electrode in the form of a thin layer of electrically conductive material with an external protective coating to protect against mechanical damage; the sensor is supplemented by an inertial element located and fixed near the piezoelectric elements; the sensor is supplemented by one or more surface electrodes for collecting electrical potentials from the surface of the piezoelectric element and directing the integral potential to the electroluminescent element to increase the sensitivity of the sensor; the sensor is made of a composite network type, including two or more of the same type of declared sensors, while the electrodes of the same type of declared sensors are interconnected by network, in particular, linear electrodes, which are coated and fixed on the diagnosed section of the surface of the structure with a polymer protective layer to protect against mechanical damage; the optical fiber in the sensor in the form of a composite cylindrical fiber and in a composite network-type sensor has the form of a concentric spiral to increase the controllable surface area of the structure falling on one external detector-analyzer of the luminous intensity of the sensor.

Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют повысить точность диагностирования характеристик анизотропии вибраций как на локальном участке, так и на протяженном участке поверхности исследуемой конструкции.Distinctive features, in combination with the known ones, make it possible to increase the accuracy of diagnosing the vibration anisotropy characteristics both in the local area and in the extended surface area of the investigated structure.

При указанном составном виде пьезоэлектрического и электролюминесцентного элементов заявленного датчика создается возможность учета векторного характера диагностируемых вибраций через вычисление искомых характеристик вибраций (в частности, векторов скоростей, ускорений, тензора деформаций) по результатам измерений и обработки интенсивностей полихромного спектра свечений от составного электролюминесцентного элемента заявляемого датчика вибраций. Благодаря этому достигается заявленный технический результат: повышение точности диагностирования характеристик анизотропии вибраций исследуемой конструкции.With the specified composite form of the piezoelectric and electroluminescent elements of the claimed sensor, it is possible to take into account the vector nature of the diagnosed vibrations by calculating the desired vibration characteristics (in particular, velocity, acceleration, strain tensor vectors) according to the measurement results and processing the intensities of the polychrome spectrum of the glows from the composite electroluminescent element of the inventive vibration sensor . Due to this, the claimed technical result is achieved: improving the accuracy of diagnosing the vibration anisotropy characteristics of the studied structure.

Датчик вибраций иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1 - фиг. 4 (внешний приемник-анализатор интенсивностей полихромного спектра свечений от электролюминесцентных элементов датчика вибраций не показан).The vibration sensor is illustrated in the drawings shown in FIG. 1 - FIG. 4 (an external receiver-analyzer of intensities of the polychrome spectrum of luminescence from electroluminescent elements of the vibration sensor is not shown).

На фиг. 1 изображен «трехэлементный» (по числу «измерительных элементов» в виде пар типа «электролюминесцентный сектор/пьезоэлектрический сектор», число которых определяется числом диагностируемых независимых характеристик анизотрапии вибрации поверхности конструкции) датчик с внешним защитным слоем на диагностируемом локальном участке поверхности конструкции с чередованием по нормали к основанию (поверхности диагностируемой конструкции) пьезоэлектрических и электролюминесцентных элементов между электродами.In FIG. 1 shows a “three-element” (by the number of “measuring elements” in the form of pairs of the “electroluminescent sector / piezoelectric sector” type, the number of which is determined by the number of diagnosed independent characteristics of the vibrational anisotrapy of the structure surface) a sensor with an external protective layer on the diagnosed local area of the structure surface with alternating normal to the base (surface of the diagnosed structure) of the piezoelectric and electroluminescent elements between the electrodes.

На фиг. 2 изображен «трехэлементный» датчик с внешним защитным слоем на диагностируемом локальном участке поверхности конструкции с чередованием по радиальной координате пьезоэлектрических и электролюминесцентных элементов между электродами.In FIG. Figure 2 shows a "three-element" sensor with an external protective layer on the diagnosed local portion of the surface of the structure with alternating along the radial coordinate of the piezoelectric and electroluminescent elements between the electrodes.

На фиг. 3 изображен фрагмент сети из «трехэлементных» датчиков (см. фиг. 1), соединенных сетевыми линейными электродами на фрагменте поверхности конструкции (защитный слой не показан).In FIG. Figure 3 shows a fragment of a network of "three-element" sensors (see Fig. 1) connected by network linear electrodes on a fragment of the surface of the structure (a protective layer is not shown).

На фиг. 4 изображен составной трехэлементный датчик, содержащий оптоволокно, которое расположено вблизи трех электролюминесцентных элементов и предназначено для приема и передачи от них разночастотных световых сигналов к приемнику-анализатору интенсивностей спектра из трех разночастотных световых потоков.In FIG. 4 shows a composite three-element sensor containing optical fiber, which is located near three electroluminescent elements and is designed to receive and transmit from them different frequency light signals to a receiver-analyzer of spectrum intensities from three different frequency light streams.

Датчик вибраций (фиг. 1) содержит последовательно соединенные первый электрод 1, пьезоэлектрические 2 и электролюминесцентные 3 элементы, второй электрод 4. В качестве электролюминесцентного элемента 3 может быть использован электролюминофор или светодиод. Первый 1 и второй 4 электроды выполнены с возможностью подключения посредством подводящих электродов 5 (фиг. 3) к источнику питания с варьируемым электрическим напряжением U_упр для управления интенсивностью свечения электролюминесцентных элементов 3.The vibration sensor (Fig. 1) contains a series-connected first electrode 1, piezoelectric 2 and electroluminescent 3 elements, the second electrode 4. As an electroluminescent element 3 can be used electroluminophore or LED. The first 1 and second 4 electrodes are made with the possibility of connecting through the supply electrodes 5 (Fig. 3) to a power source with a variable electric voltage U _control to control the luminous intensity of the electroluminescent elements 3.

Второй электрод 4 (фиг. 1) может быть выполнен фотопрозрачным для улучшения интенсивности светоотдачи электролюминесцентного элемента 3 и, как следствие, повышения чувствительности датчика.The second electrode 4 (Fig. 1) can be made translucent to improve the light intensity of the electroluminescent element 3 and, as a result, increase the sensitivity of the sensor.

Датчик расположен и закреплен клеевой прослойкой 6 на локальном участке поверхности диагностируемой конструкции 7. На локальный участок поверхности диагностируемой конструкции 7 нанесен внешний защитный слой 8.The sensor is located and fixed with an adhesive layer 6 on the local surface area of the diagnosed structure 7. An external protective layer 8 is applied to the local surface area of the diagnosed structure 7.

Клеевая прослойка 6 необходима для фиксации датчика на локальном участке поверхности диагностируемой конструкции 7 и расположена между локальным участком поверхности конструкции 7 и первым электродом 1 (фиг. 1) или торцевой поверхностью датчика (фиг. 2). Клеевая прослойка 6 также является буферным слоем, через, который транслируется на датчик со стороны диагностируемой конструкции 7, в частности, композитной структурно микронеоднородной конструкции лишь макроскопическая составляющая полей деформирования (для случая, когда характерный размер неоднородностей диагностируемой композитной конструкции соизмерим с размером датчика). В результате, буферный слой в виде клеевой прослойки 6 исключает «паразитное влияние» на результаты измерения датчика случайных пульсаций, обусловленных микронеоднородностью в окрестности участка поверхности диагностируемой конструкции 7. Защитный слой 8 и клеевая прослойка 6 могут быть конструктивно объединены и выполнены из одного упругого материала (фиг. 4).The adhesive layer 6 is necessary for fixing the sensor on the local surface area of the diagnosed structure 7 and is located between the local surface area of the structure 7 and the first electrode 1 (Fig. 1) or the end surface of the sensor (Fig. 2). The glue layer 6 is also a buffer layer, through which is transmitted to the sensor from the side of the diagnosed structure 7, in particular, the composite structurally microinhomogeneous structure, only the macroscopic component of the deformation fields (for the case when the characteristic size of the heterogeneities of the diagnosed composite structure is comparable with the size of the sensor). As a result, the buffer layer in the form of an adhesive layer 6 eliminates the "parasitic effect" on the measurement results of the sensor of random pulsations caused by micro-heterogeneity in the vicinity of the surface area of the diagnosed structure 7. The protective layer 8 and the adhesive layer 6 can be structurally combined and made of one elastic material ( Fig. 4).

Датчик может содержать, в частности, три (фиг. 1, фиг. 2) или шесть (фиг. 4) (это число определяется числом диагностируемых независимых характеристик анизотрапии вибрации участка поверхности конструкции 7) «измерительных элементов» из пар типа «электролюминесцентный элемент/пьезоэлектрический элемент», в частности, в виде составных измерительных секторов типа «электролюминесцентный сектор/пьезоэлектрический сектор» с различными взаимными направлениями поляризаций расположенных в них пьезоэлектрических элементов и с различными частотами, в частности, для трехэлементного датчика - красным, желтым, синим цветом светоотдач электролюминесцентных элементов 3.The sensor may contain, in particular, three (Fig. 1, Fig. 2) or six (Fig. 4) (this number is determined by the number of diagnosed independent characteristics of vibration anisotrapy of the surface section of the structure 7) "measuring elements" from pairs of the type "electroluminescent element / piezoelectric element ", in particular, in the form of composite measuring sectors of the type" electroluminescent sector / piezoelectric sector "with different mutual polarization directions of the piezoelectric elements located in them and with different frequencies and, in particular, for the three-element transducer - red, yellow, blue electroluminescent light output elements 3.

Пьезоэлектрические элементы 2 имеют вид, в частности, однотипных (геометрически равных) круговых цилиндрических секторов (фиг. 1, 2, 4) и два электрода 1, 4 имеют форму круга (фиг. 1) или выполнены в виде цилиндрических поверхностей 1 и 4, коаксиальных с центральной осью датчика (фиг. 2, 4).Piezoelectric elements 2 have the form, in particular, of the same type (geometrically equal) circular cylindrical sectors (Fig. 1, 2, 4) and two electrodes 1, 4 have the shape of a circle (Fig. 1) or are made in the form of cylindrical surfaces 1 and 4, coaxial with the central axis of the sensor (Fig. 2, 4).

Пьезоэлектрические 2 и электролюминесцентные 3 элементы расположены между электродами 1 и 4 и могут чередоваться, в частности, вдоль нормали к основанию датчика (участку поверхности диагностируемой конструкции 7) для случая круговых пластинчатых управляющих электродов 1 и 4, один из которых, в частности, фотопрозрачный 4, (фиг. 1) или вдоль радиальной координаты датчика для случая коаксиальных цилиндрических управляющих электродов 1 и 4, один из которых 1 размещен на центральной оси датчика (фиг. 2).Piezoelectric 2 and electroluminescent 3 elements are located between the electrodes 1 and 4 and can alternate, in particular, along the normal to the base of the sensor (surface area of the diagnosed structure 7) for the case of circular plate-shaped control electrodes 1 and 4, one of which, in particular, is translucent 4 , (Fig. 1) or along the radial coordinate of the sensor for the case of coaxial cylindrical control electrodes 1 and 4, one of which 1 is placed on the central axis of the sensor (Fig. 2).

В составном датчике сетевого типа (фиг. 3) одноименные (первые или вторые) электроды 1, 4 заявляемого датчика (в частности, трехэлементных) (фиг. 1, 2) могут быть соединены между собой сетевыми (в частности, линейными) электродами 9 для повышения точности диагностирования анизотропных вибраций на протяженных участках поверхности конструкции 7 с использованием управляющего напряжения U_упр, которое передается по сетевым электродам 9 на электроды 1, 4 датчиков, закрепленных на поверхности диагностируемой конструкции 7.In a composite network type sensor (Fig. 3), the same (first or second) electrodes 1, 4 of the inventive sensor (in particular, three-element) (Fig. 1, 2) can be interconnected by network (in particular, linear) electrodes 9 for improving the accuracy of diagnosing anisotropic vibrations on extended sections of the surface of the structure 7 using the control voltage U _control , which is transmitted via network electrodes 9 to the electrodes 1, 4 of sensors mounted on the surface of the diagnosed structure 7.

Сетевые электроды 9 покрыты и зафиксированы на диагностируемом участке поверхности конструкции 7 защитным, в частности, полимерным слоем 8 для защиты от механических повреждений (на фиг. 3 защитный слой не показан).The network electrodes 9 are coated and fixed on the diagnosed surface area of the structure 7 with a protective, in particular, polymer layer 8 for protection against mechanical damage (a protective layer is not shown in Fig. 3).

Подводящие электроды 5, посредством которых электроды 1, 4 подключены к источнику питания, покрыты и зафиксированы на диагностируемом участке поверхности конструкции 7 защитным, в частности, полимерным слоем 8 для защиты от механических повреждений.The supply electrodes 5, through which the electrodes 1, 4 are connected to a power source, are coated and fixed on the diagnosed area of the surface of the structure 7 with a protective, in particular, polymer layer 8 to protect against mechanical damage.

Датчик может быть дополнен оптоволокном 10 (фиг. 4), который расположен вблизи электролюминесцентных элементов 3 и предназначен для приема и передачи от них световых сигналов к приемнику-анализатору для повышения чувствительности и точности измерений датчиком анизотропных вибраций.The sensor can be supplemented with optical fiber 10 (Fig. 4), which is located near the electroluminescent elements 3 and is designed to receive and transmit light signals from them to the receiver-analyzer to increase the sensitivity and accuracy of measurements by the anisotropic vibration sensor.

В датчике в виде составного цилиндрического волокна или в составном датчике сетевого типа (для диагностирования протяженного участка поверхности конструкции) боковая цилиндрическая поверхность оптоволокна расположена вблизи составных электролюминесцентных элементов заявляемого датчика с возможностью проникновения излучаемых ими световых потоков во внутрь оптоволокна и передачи их по оптоволокну к приемнику-анализатору интенсивностей полихромных световых потоков. При этом геометрическая форма оптоволокна обуславливается, в частности, кривизнами, формой и характерными размерами исследуемого протяженного участка поверхности конструкции и, дополнительно, для случая составного датчика сетевого типа взаимным пространственным распределением на ней и последовательностью «соединения» оптоволокном заявляемых датчиков и, в частности, может иметь форму концентрической спирали для увеличения контролируемой площади поверхности конструкции, приходящейся на одно оптоволокно или на один внещний приемник-анализатор интенсивности свечения на выходе из оптоволокна датчика.In the sensor in the form of a composite cylindrical fiber or in a composite sensor of a network type (for diagnosing an extended section of the surface of the structure), the lateral cylindrical surface of the optical fiber is located near the composite electroluminescent elements of the inventive sensor with the possibility of penetration of the light flux emitted by them into the inside of the optical fiber and transmitting them through the optical fiber to the receiver - polychrome light flux intensity analyzer. In this case, the geometric shape of the optical fiber is determined, in particular, by the curvature, shape and characteristic dimensions of the studied extended section of the surface of the structure and, in addition, for the case of a composite network-type sensor by the mutual spatial distribution on it and the sequence of optical sensors “connected” by the optical fiber and, in particular, may have the form of a concentric spiral to increase the controlled surface area of the structure per optical fiber or on one external receiver parser luminescence intensity at the output of the optical fiber sensor.

Датчик может быть дополнен инерционным элементом (на фигурах не показан), расположенным и закрепленным вблизи пьезоэлектрических элементов 2.The sensor can be supplemented by an inertial element (not shown in the figures) located and fixed near the piezoelectric elements 2.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Действие на исследуемый элемент конструкции 7 диагностируемых анизотропных вибраций в виде осевых, сдвиговых мембранных деформаций и, в частности для пластин, моментных (изгибных и крутильных) деформаций приводит к деформированию пьезоэлектрических элементов 2, в частности, геометрически одинаковых круговых секторально-цилиндрических элементов датчика (фиг. 1 - фиг. 4) и появлению в каждом пьезоэлектрическом элементе 2 соответствующего электрического поля, которое действует на соответствующий электролюминесцентный элемент 3, в частности, круговой секторально-цилиндрический (фиг. 1 - фиг. 4) электролюминесцентный элемент 3 и вызывает (при достижении электрическим напряжением некоторого порогового значения) его свечение с заданной частотой (цветом).The action on the structural element 7 of the diagnosed anisotropic vibrations in the form of axial, shear membrane deformations, and in particular for plates, moment (bending and torsional) deformations, leads to deformation of the piezoelectric elements 2, in particular, geometrically identical circular sectoral-cylindrical sensor elements (Fig. . 1 - Fig. 4) and the appearance in each piezoelectric element 2 of the corresponding electric field, which acts on the corresponding electroluminescent element 3, in particular , Circular-sector-cylindrical (Figure 1 -.. Figure 4) and the EL element 3 is (when the electrical voltage a certain threshold value), its illumination with a predetermined frequency (color).

Каждый пьезоэлектрический элемент 2 заявляемого датчика имеет свое (отличное от других пьезоэлектрических элементов 2) фиксированное направление поляризации. Направления поляризаций пьезоэлементов 2 (фиг. 1 - фиг. 4) задаются из требования возникновения в соответствующих им электролюминесцентных элементах 3 (фиг. 2 - фиг. 6) информативных составляющих электрических напряжений и, как следствие, информативных светоотдач электролюминесцентных элементов, в результате обработки интенсивностей световых потоков которых находятся параметры диагностируемой анизотропной вибрации участка поверхности конструкции 7.Each piezoelectric element 2 of the inventive sensor has its own (different from other piezoelectric elements 2) fixed direction of polarization. The directions of polarization of the piezoelectric elements 2 (Fig. 1 - Fig. 4) are specified from the requirement that informative components of electric voltages and, as a result, informative light output of electroluminescent elements arise in the corresponding electroluminescent elements 3 (Fig. 1 - Fig. 4) as a result of processing intensities luminous flux which contains the parameters of the diagnosed anisotropic vibration of the surface section of the structure 7.

Каждый электролюминесцентный элемент 3 заявляемого датчика имеет свою (отличную от других элементов 3) фиксированную частоту (цвет) светоизлучения.Each electroluminescent element 3 of the inventive sensor has its own (different from other elements 3) fixed frequency (color) of light emission.

Для повышения чувствительности датчика в конструкции датчика могут располагаться дополнительные поверхностные электроды (на фигурах не показаны) для собирания индивидуальных для каждого k-го пьезоэлектрического элемента 2 интегральных электрических потенциалов (электрических зарядов) с рабочей (наиболее сильно электролизующейся при вибрации конструкции) поверхности, в частности, плоской грани (фиг. 1) или цилиндрической поверхности (фиг. 2) каждого k-го пьезоэлектрического элемента 2, и направления этого интегрального потенциала на соответствующий k-й электролюминесцентный элемент 3, тем самым усиливая информативное электрическое напряжение U_люм(k) (для каждого k-го электролюминесцентного элемента, где

, n - число электролюминесцентных или пьезоэлектрических элементов в датчике) и, как следствие, интенсивность светоотдачи на каждом в отдельности электролюминесцентном элементе 3, что повышает чувствительность датчика; при этом эти дополнительные поверхностные электроды электрически не соединены ни между собой, ни с другими электродами 1, 4, 5, 9.To increase the sensitivity of the sensor, additional surface electrodes (not shown in the figures) can be located in the sensor structure to collect individual for each k-th piezoelectric element 2 integrated electric potentials (electric charges) from the working (most strongly electrolyzed during vibration of the structure) surface, in particular , a flat face (Fig. 1) or a cylindrical surface (Fig. 2) of each k-th piezoelectric element 2, and the direction of this integral potential to the corresponding the corresponding kth electroluminescent element 3, thereby enhancing the informative voltage U _{lum (k)} (for each kth electroluminescent element, where

, n is the number of electroluminescent or piezoelectric elements in the sensor) and, as a result, the light output on each individually electroluminescent element 3, which increases the sensitivity of the sensor; however, these additional surface electrodes are not electrically connected to each other or to

other electrodes

1, 4, 5, 9.

Варьируя (через подводящие электроды 5) величину управляющего напряжение U_упр между первым 1 и вторым 4 электродами датчика можно изменять электрическое напряжения U_люм(k) и интенсивность светоотдачи I_люм(k) электролюминесцентных элементов 3. В результате, информативные величины интенсивностей I_люм(k) (

) составляющих полихромного света, образованного светоотдачей всех n электролюминесцентных элементов 3, зависят от значений параметров диагностируемой анизотропной вибрации и управляющего напряжение U_упp. На основе визуального анализа или с применением внешнего приемника-анализатора интенсивностей, в частности, трехцветного спектра свечения элементов составного трехэлементного датчика (фиг. 1 - фиг. 3) или шестицветного спектра свечения элементов составного щестиэлементного датчика (фиг. 4) делается вывод о значениях параметров анизотропной вибрации и их локациях на участке поверхности диагностируемой конструкции 7.By varying (through the supply electrodes 5) the value of the control voltage U _CPR between the first 1 and second 4 electrodes of the sensor, one can change the electric voltage U _{lum (k)} and the light output intensity I _{lum (k) of} electroluminescent elements 3. As a result, the informative values of the intensities I _{lum ( k)} (

) components of polychrome light formed by the light output of all n electroluminescent elements 3 depend on the values of the parameters of the diagnosed anisotropic vibration and the control voltage U _CPR . Based on a visual analysis or using an external receiver-analyzer of intensities, in particular, the three-color spectrum of the luminescence of the elements of the composite three-element sensor (Fig. 1 - Fig. 3) or the six-color spectrum of the luminescence of the elements of the composite brush of the element sensor (Fig. 4), the conclusion about the values of the parameters anisotropic vibration and their locations on the surface area of the diagnosed structure 7.

Число измерительных элементов n датчика равно числу диагностируемых параметров анизотропной вибрации элемента конструкции 7. Информативные a_ε(k) и управляющие a _U(k) коэффициенты для каждого k-го измерительного элемента, включающего в себя k-й пьезоэлектрический 2 и электролюминесцентный 3 элементы, датчика связывают действующее электрическое напряжение на k-м электролюминесцентном элементе 3

c компонентами диагностируемой обобщенной вибрационной деформацией ε^* и с заданным варьируемым значением управляющего напряжения U_упр между первым 1 и вторым 4 электродами датчика,

. Диагностируемыми параметрами анизотропной вибрации элемента конструкции 7 могут быть следующие величины: мембранные деформации

, относительные углы закручиваний

, сечений вокруг поперечных осей r₁, r₂ и поворотов

сечений вокруг продольных осей r₂, r₁ при изгибах в плоскостях r₁r₃, r₂r₃, где относительные углы поворотов

,

, функции углов поворотов ϕ_ij сечений (боковых граней фрагмента пластины 7) с нормалями r_i вокруг r_j соответственно, i,j=1,2 (фиг. 4), осевые а ₁,а ₂,а ₃ и угловые ε₁,ε₂,ε₃ вибрационные ускорения элемента конструкции 7 по осям r_j,

.The number of measuring elements n of the sensor is equal to the number of diagnosed parameters of anisotropic vibration of the structural element 7. Informative a _{ε (k)} and controlling a _{U (k)} coefficients for each k-th measuring element, including the k-th piezoelectric 2 and electroluminescent 3 elements, the sensor is connected to the current voltage at the k-th electroluminescent element 3

with components of the diagnosed generalized vibrational deformation ε ^* and with a given variable value of the control voltage U _control between the first 1 and second 4 electrodes of the sensor,

. The diagnosed parameters of anisotropic vibration of the structural element 7 can be the following values: membrane deformation

relative angles of twisting

, sections around the transverse axes r ₁ , r ₂ and turns

sections around the longitudinal axes r ₂ , r ₁ when bending in the planes r ₁ r ₃ , r ₂ r ₃ , where the relative angles of rotation

,

, the functions of the rotation angles ϕ _{ij of the} cross sections (side faces of the fragment of the plate 7) with normals r _i around r _j, respectively, i, j = 1,2 (Fig. 4), axial a ₁ , a ₂ , a ₃ and angular ε ₁ , ε ₂ , ε ₃ vibrational acceleration of the structural element 7 along the axes r _j ,

.

В частности, для диагностирования вибрационных мембранных деформаций

элемента конструкции 7 датчик содержит три (n=3) измерительных элемента (фиг. 1 - фиг. 3).In particular, for the diagnosis of vibratory membrane deformations

structural element 7, the sensor contains three (n = 3) measuring elements (Fig. 1 - Fig. 3).

В частности, для диагностирования осевых и моментных изгибных и крутильных обобщенных деформаций

элемента конструкции 7 в виде элемента пластины (оболочки) датчик содержит шесть (n=6) измерительных элементов, в частности, в виде круговых секторных цилиндрических элементов (фиг. 4).In particular, for the diagnosis of axial and momental bending and torsional generalized deformations

structural element 7 in the form of a plate (shell) element, the sensor contains six (n = 6) measuring elements, in particular in the form of circular sectorial cylindrical elements (Fig. 4).

В частности, для диагностирования осевых и угловых вибрационных ускорений

элемента конструкции 7 в виде пластины (оболочки) составной датчик содержит шесть (n=6) измерительных элементов, в частности, в виде круговых секторных цилиндрических элементов (фиг. 4). Для исключения влияния на диагностируемые осевые и угловые вибрационные ускорения деформационных параметров элемента конструкции 7 клеевую прослойку (буферный слой) 6 необходимо делать как можно более жесткой (недеформируемой). Для повышения чувствительности и точности измерения вибрационных ускорений датчик может быть дополнен инерционным элементом, расположенным и закрепленным вблизи одного или нескольких пьезоэлектрических элементов 2. Инерционный элемент выполнен с возможностью упругого деформирования пьезоэлектрических элементов 2 под воздействием инерционных сил, действующих на элементы датчика (фиг. 1, фиг. 2) и обусловленных диагностируемыми вибрационными ускорениями элемента конструкции 7.In particular, for the diagnosis of axial and angular vibrational accelerations

structural element 7 in the form of a plate (shell) composite sensor contains six (n = 6) measuring elements, in particular, in the form of circular sectorial cylindrical elements (Fig. 4). To exclude the influence on the diagnosed axial and angular vibrational accelerations of the deformation parameters of the structural element 7, the adhesive layer (buffer layer) 6 must be made as rigid as possible (non-deformable). To increase the sensitivity and accuracy of measuring vibrational accelerations, the sensor can be supplemented with an inertial element located and fixed near one or more piezoelectric elements 2. The inertial element is made with the possibility of elastic deformation of the piezoelectric elements 2 under the influence of inertial forces acting on the sensor elements (Fig. 1, Fig. 2) and due to diagnosed vibrational accelerations of the structural element 7.

В частности, в качестве инерционного элемента может использоваться защитный слой 8 из материала с повышенной (относительно элементов 2, 3, 10) массовой плотностью (в частности, из материала свинец) или инерционный элемент может быть выполнен в форме шара или диска с повышенной массовой плотностью и закреплен в верхней центральной области датчика или его защитного слоя 8.In particular, as an inertial element, a protective layer 8 of a material with an increased mass density (relative to elements 2, 3, 10) of mass density (in particular, lead material) can be used, or an inertial element can be made in the form of a ball or disk with an increased mass density and fixed in the upper Central region of the sensor or its protective layer 8.

В частности, для датчика в виде составного цилиндрического волокна (фиг. 4) инерционный элемент может быть выполнен с возможностью локального воздействия и упругого деформирования пьезоэлектрических элементов 2 под воздействием инерционных сил, действующих на соответствующий локальный участок датчика на элементе конструкции 7. В частности, для датчика в виде составного цилиндрического волокна распределенный по длине инерционный элемент может быть выполнен в виде совокупности дискретных однотипных инерционных элементов (в частности, в форме шара из материала свинец) расположенных на одинаковом по длине датчика расстоянии друг от друга внутри защитного слоя 8 или однотипно закрепленных (в частности, приклеенных или приформованных), в частности, в верхней (наиболее удаленной от клеевой прослойки 6) области защитного слоя 8.In particular, for a sensor in the form of a composite cylindrical fiber (Fig. 4), the inertial element can be made with the possibility of local impact and elastic deformation of the piezoelectric elements 2 under the influence of inertial forces acting on the corresponding local section of the sensor on the structural member 7. In particular, for a sensor in the form of a composite cylindrical fiber, an inertial element distributed along the length can be made in the form of a set of discrete inertial elements of the same type (in particular, in the form of a ball made of lead material) located at the same distance from each other inside the protective layer 8 or similarly fastened (in particular, glued or molded), in particular, in the upper (most remote from the adhesive layer 6) region of the protective layer 8.

Коэффициенты a_ε, а _U находятся экспериментально или в результате численного 3D моделирования решения связанной краевой задачи электроупругости для датчика (фиг. 1, фиг. 2) или фрагмента датчика (фиг. 4) на локальном участке поверхности конструкции 7 для различных случаев ее деформирования ε^*, в частности, в программной системе конечно-элементного анализа ANSYS.The coefficients a _ε , and _U are found experimentally or as a result of numerical 3D modeling of the solution of the associated boundary value problem of electroelasticity for the sensor (Fig. 1, Fig. 2) or a fragment of the sensor (Fig. 4) on the local surface area of the structure 7 for various cases of its deformation ε ^* , in particular, in the software system of finite element analysis ANSYS.

Подтверждение заявленного технического результата: повышение точности диагностирования характеристик анизотропии вибраций как на локальном участке, так и на протяженном участке поверхности исследуемой конструкции в виде пластины получено в результате проведенных численных экспериментов в программной системе конечно-элементного анализа ANSYS.Confirmation of the claimed technical result: improving the accuracy of diagnosing the vibration anisotropy characteristics both in the local area and in the extended surface area of the investigated structure in the form of a plate was obtained as a result of numerical experiments in the ANSYS finite element analysis software system.

Численные экспериментальные испытания показали, что по сравнению с известным устройством, достигается повышение точности диагностирования характеристик анизотропии вибраций как на локальном участке, так и на протяженном участке поверхности.Numerical experimental tests have shown that, compared with the known device, an increase in the accuracy of diagnosing the characteristics of vibration anisotropy is achieved both in the local area and in the extended surface area.

Claims

1. A vibration sensor comprising two electrodes, between which piezoelectric and electroluminescent elements are connected in series, the electrodes being configured to control the luminous intensity of the electroluminescent element by connecting, using supply electrodes, to a power source with a varying voltage, an external analyzer receiver the intensity of the glow, characterized in that the piezoelectric element is made composite, including from two x up to six piezoelectric elements with different mutual spatial orientations of the directions of polarization, while the polarization directions of arbitrary three piezoelectric elements are non-coplanar for the case of three to six piezoelectric elements in the vibration sensor, the number of piezoelectric elements is equal to the number of diagnosed parameters of the anisotropic vibration of the structure, the electroluminescent element is made composite, consisting of electroluminescent elements with different hours With the luminous efficiency totals, the number of which is equal to the number of piezoelectric elements, the external analyzer receiver is capable of processing the intensities of the polychrome spectrum of luminescence from electroluminescent elements of the vibration sensor.

2. The sensor according to claim 1, characterized in that the piezoelectric elements in it have the form of circular cylindrical sectors of the same type and the common first and second electrodes are made flat round or in the form of cylindrical surfaces coaxial with the central axis of the sensor.

3. The sensor according to claim 1, characterized in that it is supplemented by an optical fiber located near electroluminescent elements for receiving and transmitting polychrome light signals from them to an external receiver-analyzer of the luminous intensity; electroluminescent elements of the vibration sensor are located near the end section of the optical fiber or near and along the lateral cylindrical surface of the optical fiber.

4. The sensor according to claim 1 or 3, characterized in that it is made in the form of a composite cylindrical fiber, consisting of sequentially arranged around the optical fiber and fastened with it and with each other by the corresponding adjacent cylindrical longitudinal borders of the concentric cylindrical electroluminescent and piezoelectric layers that are compound along the circumferential coordinate in the form of the same circular cylindrical cylindrical electroluminescent or piezoelectric fastened together by the corresponding adjacent flat longitudinal boundaries of electric sectors, while pairs of sectors of electroluminescent and piezoelectric layers adjacent along cylindrical longitudinal boundaries form the same type of circular circular cylindrical sectors, on the interphase surface between the optical fiber and the composite electroluminescent layer there is a first electrode in the form of a thin layer of a translucent or perforated electrically conductive material and on the outer cylindrical surface a composite piezoelectric layer deposited a second electrode in the form of a thin layer of e ektroprovodnogo material with an external protective coating for protection against mechanical damage.

5. The sensor according to claim 1, characterized in that it is supplemented by an inertial element located and fixed near the piezoelectric elements.

6. The sensor according to claim 1, characterized in that it is supplemented by one or more surface electrodes for collecting electric potentials from the surface of the piezoelectric element and directing the integral potential to the electroluminescent element to increase the sensitivity of the sensor.

7. The sensor according to claim 1, characterized in that it is made a composite network type, including two or more of the same type of sensors according to claim 1.

8. The sensor according to claim 7, characterized in that the electrodes of the same type of sensors according to claim 1 are interconnected by network, in particular, linear electrodes.

9. The sensor according to claim 8, characterized in that the network electrodes are coated and fixed on the diagnosed section of the surface of the structure with a polymer protective layer to protect against mechanical damage.