RU2717263C1 - Device for measuring infrasonic vibrations of medium - Google Patents

Device for measuring infrasonic vibrations of medium Download PDF

Info

Publication number
RU2717263C1
RU2717263C1 RU2019118238A RU2019118238A RU2717263C1 RU 2717263 C1 RU2717263 C1 RU 2717263C1 RU 2019118238 A RU2019118238 A RU 2019118238A RU 2019118238 A RU2019118238 A RU 2019118238A RU 2717263 C1 RU2717263 C1 RU 2717263C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
key
output
input
comparator
Prior art date
Application number
RU2019118238A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Михайлович Уткин
Анатолий Константинович Барышников
Ольга Владимировна Барышникова
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Автоматики Им.Н.Л.Духова" (Фгуп "Внииа")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Автоматики Им.Н.Л.Духова" (Фгуп "Внииа") filed Critical Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Автоматики Им.Н.Л.Духова" (Фгуп "Внииа")
Priority to RU2019118238A priority Critical patent/RU2717263C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2717263C1 publication Critical patent/RU2717263C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/001—Acoustic presence detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements

Abstract

FIELD: measurement.
SUBSTANCE: invention relates to measurement equipment, in particular, to measurement of infrasound oscillations of gaseous or liquid medium. Disclosed is a device for measuring infrasonic vibrations of a medium, having a housing, a membrane associated with the environment and medium inside the housing, series-connected capacitance sensor of movement of the membrane and amplifier-demodulator, as well as analogue output of the device and a generator connected to a capacitive sensor and amplifier-demodulator. Besides, device additionally comprises bellows, in-series connected constant-domain filter, first comparator with inverse input, first AND circuit, first and first control timer and control input, in-series connected second comparator, second AND circuit, second timer and second key control input, as well as first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs, third switch, fourth switch, actuator micromotor, mechanically connected to bellows, connected between outputs of first and fourth keys, series-connected third comparator with inverse input, OR circuit and control input of fifth switch, as well as fourth comparator connected to second input of OR circuit, seventh and eighth inputs.
EFFECT: technical result is high accuracy of measuring infrasound vibrations of medium.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к области измерения инфразвуковых колебаний газообразной или жидкой среды.The invention relates to measuring equipment, in particular, to the field of measuring infrasonic vibrations of a gaseous or liquid medium.

Известно устройство для измерения инфразвуковых колебаний среды, содержащее корпус, мембрану, связанную с окружающей средой и средой внутри корпуса, и последовательно соединенные емкостный датчик перемещения мембраны, полосовой усилитель и демодулятор, подключенный к аналоговому выходу устройства, а также генератор, подключенный к емкостному датчику и демодулятору [1], [2]. Устройство снабжено капилляром, защищающим емкостный датчик от больших медленных перепадов давления между окружающей средой и средой внутри корпуса. Однако при эксплуатации в полевых условиях капилляр с течением времени засоряется мелкими частицами пыли, проникающими через фильтр, что приводит к уменьшению динамического диапазона и искажениям принимаемых сигналов. Кроме того, в устройстве отсутствует возможность устранения разбаланса емкостного датчика, приводящего к уменьшению динамического диапазона и искажениям из-за больших температурных перепадов и уходов параметров элементов.A device for measuring infrasonic vibrations of a medium is known, comprising a housing, a membrane connected to the environment and the environment inside the housing, and a capacitive membrane displacement sensor, a strip amplifier and a demodulator connected to an analog output of the device, and a generator connected to a capacitive sensor and connected in series demodulator [1], [2]. The device is equipped with a capillary protecting the capacitive sensor from large slow pressure drops between the environment and the environment inside the housing. However, during field operation, the capillary becomes clogged with small dust particles penetrating the filter over time, which leads to a decrease in the dynamic range and distortion of the received signals. In addition, the device does not have the ability to eliminate the imbalance of the capacitive sensor, leading to a decrease in the dynamic range and distortion due to large temperature differences and departures of the parameters of the elements.

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает требуемой точности измерений инфразвуковых колебаний среды.The disadvantage of this device is that it does not provide the required measurement accuracy of infrasonic vibrations of the environment.

Известно устройство для измерения инфразвуковых колебаний среды, содержащее корпус, чувствительный элемент, связанный с окружающей средой и средой внутри корпуса, и последовательно соединенные датчик перемещения чувствительного элемента, полосовой усилитель и демодулятор, подключенный к аналоговому выходу устройства, а также генератор, подключенный к датчику перемещения чувствительного элемента и демодулятору [3]. Недостаток, связанный с наличием капилляра, устранен применением герметичного корпуса с эталонным объемом воздуха. Однако из-за перепадов давления это вызвало необходимость замены мембраны и емкостного датчика датчиком больших перемещений, в качестве которого используется индуктивный датчик, прикрепленный сердечником к сильфону. Такое техническое решение из-за массы сердечника, подпружиненной сильфоном, привело к тому, что устройство принимает сейсмические колебания вместе с инфразвуком. В устройстве также отсутствует возможность устранения разбаланса емкостного датчика, приводящего к уменьшению динамического диапазона и искажениям из-за больших температурных перепадов и уходов параметров элементов.A device is known for measuring infrasonic vibrations of a medium, comprising a housing, a sensing element connected with the environment and the environment inside the housing, and series-connected displacement sensor of the sensing element, a strip amplifier and a demodulator connected to the analog output of the device, as well as a generator connected to the displacement sensor sensitive element and demodulator [3]. The disadvantage associated with the presence of a capillary is eliminated by the use of a sealed enclosure with a reference air volume. However, due to pressure differences, this necessitated the replacement of the membrane and the capacitive sensor with a large displacement sensor, which uses an inductive sensor attached by a core to the bellows. This technical solution due to the mass of the core spring-loaded by the bellows, led to the fact that the device receives seismic vibrations along with infrasound. The device also lacks the ability to eliminate the imbalance of the capacitive sensor, leading to a decrease in the dynamic range and distortion due to large temperature differences and departures of the parameters of the elements.

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает требуемой точности измерений инфразвуковых колебаний среды.The disadvantage of this device is that it does not provide the required measurement accuracy of infrasonic vibrations of the environment.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому (прототипом) является устройство для измерения инфразвуковых колебаний среды, содержащее корпус, мембрану, связанную с окружающей средой и средой внутри корпуса, последовательно соединенные емкостный преобразователь перемещения мембраны, дифференциальный усилитель, демодулятор, полосовой усилитель низкой частоты и фильтр низких частот, подключенный к аналоговому выходу устройства, а также генератор, подключенный к емкостному преобразователю и демодулятору [4]. Устройство снабжено капилляром, защищающим емкостный датчик от больших медленных перепадов давления между окружающей средой и средой внутри корпуса. Однако при эксплуатации в полевых условиях капилляр с течением времени засоряется мелкими частицами пыли, проникающими через фильтр, что приводит к уменьшению динамического диапазона и искажениям принимаемых сигналов. Кроме того, в устройстве отсутствует возможность устранения разбаланса емкостного датчика, приводящего к уменьшению динамического диапазона и искажениям из-за больших температурных перепадов и уходов параметров элементов.The closest technical solution to the proposed (prototype) is a device for measuring infrasonic vibrations of the medium, comprising a housing, a membrane connected to the environment and the environment inside the housing, a capacitive membrane displacement transducer, a differential amplifier, a demodulator, a low-frequency bandpass amplifier and a low-pass filter frequencies connected to the analog output of the device, as well as a generator connected to a capacitive converter and demodulator [4]. The device is equipped with a capillary protecting the capacitive sensor from large slow pressure drops between the environment and the environment inside the housing. However, during field operation, the capillary becomes clogged with small dust particles penetrating the filter over time, which leads to a decrease in the dynamic range and distortion of the received signals. In addition, the device does not have the ability to eliminate the imbalance of the capacitive sensor, leading to a decrease in the dynamic range and distortion due to large temperature differences and departures of the parameters of the elements.

Недостатком устройства является малая точность измерений инфразвуковых колебаний среды.The disadvantage of this device is the low accuracy of measurements of infrasonic vibrations of the environment.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявленным изобретением, является повышение точности измерений инфразвуковых колебаний среды.The technical result provided by the claimed invention is to increase the accuracy of measurements of infrasonic vibrations of the environment.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения инфразвуковых колебаний среды, содержащее корпус, мембрану, связанную с окружающей средой и средой внутри корпуса, последовательно соединенные емкостный датчик перемещения мембраны и усилитель-демодулятор, а также аналоговый выход устройства и генератор, подключенный к емкостному датчику и усилителю-демодулятору, дополнительно содержит сильфон, последовательно соединенные фильтр постоянной составляющей, первый компаратор с инверсным входом, первую схему И, первый таймер и вход управления первого ключа, последовательно соединенные второй компаратор, вторую схему И, второй таймер и вход управления второго ключа, а также первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы, третий ключ, четвертый ключ, микродвигатель с приводом, механически связанный с сильфоном, включенный между выходами первого и четвертого ключей, последовательно соединенные третий компаратор с инверсным входом, схему ИЛИ и вход управления пятого ключа, а также четвертый компаратор, подключенный ко второму входу схемы ИЛИ, седьмой и восьмой входы, причем фильтр постоянной составляющей подключен входом к усилителю-демодулятору, а выходом подключен ко входам второго, третьего и четвертого компараторов, выход усилителя-демодулятора подключен к аналоговому выходу, выходы первого и второго таймеров подключены к инверсным вторым входам, соответственно, второй и первой схем И, входы управления третьего и четвертого ключей подключены к выходам, соответственно, первого и второго таймеров, входы первого и четвертого ключей подключены к выходу пятого ключа, вход последнего подключен к плюсу источника питания, входы второго и третьего ключей подключены к минусу источника питания, выход третьего ключа соединен с выходом четвертого ключа, выход второго ключа соединен с выходом первого ключа, первый и шестой входы подключены к управляющим входам, соответственно, первого и второго компараторов, второй и пятый входы подключены к управляющим входам, соответственно, первого и второго таймеров, третий и четвертый входы подключены к управляющим входам, соответственно, первого и второго ключей, седьмой и восьмой входы подключены к управляющим входам, соответственно, третьего и четвертого компараторов, первый, второй, третий и четвертый компараторы выполнены с управлением по порогам срабатывания, первый и второй таймеры выполнены с управлением по длительности выходного сигнала, а сильфон размещен между окружающей средой и средой внутри корпуса, выполненного герметичным.The technical result is achieved by the fact that a device for measuring infrasonic vibrations of a medium, comprising a housing, a membrane connected to the environment and the environment inside the housing, a capacitive membrane displacement sensor and an amplifier-demodulator connected in series, as well as an analog output of the device and a generator connected to a capacitive sensor and an amplifier-demodulator, further comprises a bellows, connected in series with a DC filter, a first comparator with an inverse input, a first circuit And, the first t the timer and the control input of the first key, the second comparator, the second AND circuit, the second timer and the control input of the second key, as well as the first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs, the third key, the fourth key, the micromotor with a drive, mechanically associated with a bellows connected between the outputs of the first and fourth keys, a third comparator with an inverse input, an OR circuit and a fifth key control input, and a fourth comparator connected to the second input of the OR circuit, sequentially connected, seventh nth and eighth inputs, and the DC filter is connected by the input to the amplifier-demodulator, and the output is connected to the inputs of the second, third and fourth comparators, the output of the amplifier-demodulator is connected to the analog output, the outputs of the first and second timers are connected to the inverse second inputs, respectively, the second and first circuits And, the control inputs of the third and fourth keys are connected to the outputs of the first and second timers, respectively, the inputs of the first and fourth keys are connected to the output of the fifth key, the last input о is connected to the plus of the power source, the inputs of the second and third keys are connected to the minus of the power source, the output of the third key is connected to the output of the fourth key, the output of the second key is connected to the output of the first key, the first and sixth inputs are connected to the control inputs, respectively, of the first and second comparators, the second and fifth inputs are connected to the control inputs of the first and second timers, respectively, the third and fourth inputs are connected to the control inputs of the first and second keys, respectively, the seventh and eighth inputs the odes are connected to the control inputs of the third and fourth comparators, respectively, the first, second, third and fourth comparators are controlled by thresholds, the first and second timers are controlled by the duration of the output signal, and the bellows is placed between the environment and the medium inside the case made airtight.

Такое выполнение устройства для измерения инфразвуковых колебаний среды обеспечивает повышение точности измерения инфразвуковых колебаний среды.This embodiment of the device for measuring infrasonic vibrations of the medium provides an increase in the accuracy of measuring infrasonic vibrations of the environment.

На чертеже представлена схема устройства для измерения инфразвуковых колебаний среды, обеспечивающего требуемый технический результат.The drawing shows a diagram of a device for measuring infrasonic vibrations of the environment, providing the required technical result.

Принятые обозначения:Accepted designations:

1 - корпус; 2 - мембрана; 3 - емкостный датчик; 4 - усилитель-демодулятор; 5 - аналоговый выход устройства; 6 - генератор; 7 - сильфон; 8 - фильтр постоянной составляющей; 9 - первый компаратор; 10 - первая схема И; 11 - первый таймер; 12 - первый ключ; 13 - второй компаратор; 14 - вторая схема И; 15 - второй таймер; 16 - второй ключ; 17 - первый вход; 18 - второй вход; 19 - третий вход; 20 - четвертый вход; 21 - пятый вход; 22 - шестой вход; 23 - третий ключ; 24 - четвертый ключ; 25 - микродвигатель; 26 - третий компаратор; 27 - схема ИЛИ; 28 - пятый ключ; 29 - четвертый компаратор; 30 - седьмой вход; 31 - восьмой вход.1 - case; 2 - membrane; 3 - capacitive sensor; 4 - amplifier-demodulator; 5 - analog output of the device; 6 - generator; 7 - bellows; 8 - filter of the constant component; 9 - the first comparator; 10 - the first circuit And; 11 - the first timer; 12 - the first key; 13 - second comparator; 14 - the second circuit And; 15 - second timer; 16 - the second key; 17 - the first entrance; 18 - second entrance; 19 - the third entrance; 20 - fourth entrance; 21 - the fifth entrance; 22 - the sixth entrance; 23 - the third key; 24 - the fourth key; 25 - micromotor; 26 - the third comparator; 27 is an OR diagram; 28 - the fifth key; 29 - the fourth comparator; 30 - seventh entrance; 31 - eighth entrance.

Устройство, представленное на чертеже, содержит корпус 1, мембрану 2, связанную с окружающей средой и средой внутри корпуса 1, последовательно соединенные емкостный датчик 3 перемещения мембраны 2 и усилитель-демодулятор 4, а также аналоговый выход устройства 5 и генератор 6, подключенный к емкостному датчику 3 и усилителю-демодулятору 4, дополнительно содержит сильфон 7, последовательно соединенные фильтр 8 постоянной составляющей, первый компаратор 9 с инверсным входом, первую схему И 10, первый таймер 11 и вход управления первого ключа 12, последовательно соединенные второй компаратор 13, вторую схему И 14, второй таймер 15 и вход управления второго ключа 16, а также первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы 17, 18, 19, 20, 21, 22, третий ключ 23, четвертый ключ 24, микродвигатель 25 с приводом, механически связанный с сильфоном 7, включенный между выходами первого и четвертого ключей 12, 24, последовательно соединенные третий компаратор 26 с инверсным входом, схему ИЛИ 27 и вход управления пятого ключа 28, а также четвертый компаратор 29, подключенный ко второму входу схемы ИЛИ 27, седьмой и восьмой входы 30, 31, причем фильтр 8 постоянной составляющей подключен входом к усилителю-демодулятору 4, а выходом подключен ко входам второго, третьего и четвертого компараторов 13, 26, 29, выход усилителя-демодулятора 4 подключен к аналоговому выходу 5, выходы первого и второго таймеров 11, 15 подключены к инверсным вторым входам, соответственно, второй и первой схем И 14, 10, входы управления третьего и четвертого ключей 23, 24 подключены к выходам, соответственно, первого и второго таймеров 11, 15, входы первого и четвертого ключей 12, 24 подключены к выходу пятого ключа 28, вход последнего подключен к плюсу источника питания, входы второго и третьего ключей 16, 23 подключены к минусу источника питания, выход третьего ключа 23 соединен с выходом четвертого ключа 24, выход второго ключа 16 соединен с выходом первого ключа 12, первый и шестой входы 17, 22 подключены к управляющим входам, соответственно, первого и второго компараторов 9, 13, второй и пятый входы 18, 21 подключены к управляющим входам, соответственно, первого и второго таймеров 11, 15, третий и четвертый входы 19, 20 подключены к управляющим входам, соответственно, первого и второго ключей 12, 16, седьмой и восьмой входы 30, 31 подключены к управляющим входам, соответственно, третьего и четвертого компараторов 26, 29, первый, второй, третий и четвертый компараторы 9, 13, 26, 29 выполнены с управлением по порогам срабатывания, первый и второй таймеры 11, 15 выполнены с управлением по длительности выходного сигнала, а сильфон 7 размещен между окружающей средой и средой внутри корпуса 1, выполненного герметичным.The device shown in the drawing includes a housing 1, a membrane 2, connected with the environment and the environment inside the housing 1, a capacitive membrane 3 displacement sensor 3 and an amplifier-demodulator 4 connected in series, as well as an analog output of the device 5 and a generator 6 connected to the capacitive the sensor 3 and the amplifier-demodulator 4, further comprises a bellows 7, series-connected filter 8 constant component, the first comparator 9 with an inverse input, the first circuit And 10, the first timer 11 and the control input of the first key 12, after well-connected second comparator 13, the second circuit And 14, the second timer 15 and the control input of the second key 16, as well as the first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs 17, 18, 19, 20, 21, 22, the third key 23 , the fourth key 24, the micromotor 25 with a drive, mechanically connected with the bellows 7, connected between the outputs of the first and fourth keys 12, 24, connected in series with the third comparator 26 with an inverse input, an OR circuit 27 and the control input of the fifth key 28, as well as the fourth comparator 29, connected to the second input of the OR circuit 27, the seventh and the sun my inputs are 30, 31, and the filter 8 of the constant component is connected by the input to the amplifier-demodulator 4, and the output is connected to the inputs of the second, third and fourth comparators 13, 26, 29, the output of the amplifier-demodulator 4 is connected to the analog output 5, the outputs of the first and the second timers 11, 15 are connected to the inverse second inputs, respectively, of the second and first circuits And 14, 10, the control inputs of the third and fourth keys 23, 24 are connected to the outputs of the first and second timers 11, 15, the inputs of the first and fourth keys 12, 24 connected to output p of the key 28, the input of the latter is connected to the plus of the power source, the inputs of the second and third keys 16, 23 are connected to the minus of the power source, the output of the third key 23 is connected to the output of the fourth key 24, the output of the second key 16 is connected to the output of the first key 12, the first and the sixth inputs 17, 22 are connected to the control inputs, respectively, of the first and second comparators 9, 13, the second and fifth inputs 18, 21 are connected to the control inputs, respectively, of the first and second timers 11, 15, the third and fourth inputs 19, 20 are connected to control inputs, respectively Naturally, the first and second keys 12, 16, the seventh and eighth inputs 30, 31 are connected to the control inputs, respectively, of the third and fourth comparators 26, 29, the first, second, third and fourth comparators 9, 13, 26, 29 according to the thresholds of operation, the first and second timers 11, 15 are made with control by the duration of the output signal, and the bellows 7 is placed between the environment and the medium inside the housing 1, which is sealed.

Устройство для измерения инфразвуковых колебаний среды, представленное на чертеже, работает следующим образом.A device for measuring infrasonic vibrations of the environment, presented in the drawing, operates as follows.

Мембрана 2 закреплена в корпусе 1 между окружающей средой и корпусом, содержащим опорную среду, так, что изменения давления окружающей среды приводят к смещению мембраны 2. Смещение мембраны 2 относительно нейтрального положения приводит к изменению амплитуды электрического сигнала на выходе емкостного датчика 3, на который электрический сигнал поступает от генератора 6. С выхода емкостного датчика 3, включенного по мостовой схеме, сигнал поступает на усилитель-демодулятор 4, на который также подается опорный сигнал от генератора 6, благодаря чему на выходе усилителя-демодулятора 4, подключенном к аналоговому выходу 5 устройства, формируется аналоговый сигнал, амплитуда и знак которого зависят от смещения мембраны 2. С выхода усилителя-демодулятора 4 аналоговый сигнал поступает на фильтр 8 постоянной составляющей сигнала усилителя-демодулятора 4, которая, в зависимости от разбаланса емкостного датчика 3, может принимать положительные или отрицательные значения. При отсутствии сигналов (или сигналов менее пороговых значений, заданных в первом или втором компараторах 9, 13) первый и второй таймеры 11, 15 выключены, а нулевые сигналы на их выходах и на инверсных входах первой и второй схем И 10, 14 разрешают прохождение сигналов от первого и второго компараторов 9, 13 к первому и второму таймерам 11, 15. При появлении небольшого отрицательного сигнала допустимого разбаланса емкостного датчика 3 более порогового значения на выходе третьего компаратора 26 появляется сигнал, включающий пятый ключ 28 через схему ИЛИ 27. При появлении небольшого положительного сигнала допустимого разбаланса емкостного датчика 3 более порогового значения на выходе четвертого компаратора 29 появляется сигнал, включающий пятый ключ 28 через схему ИЛИ 27. При появлении отрицательного сигнала недопустимого разбаланса емкостного датчика 3 более порогового значения на выходе первого компаратора 9 появляется сигнал, запускающий первый таймер 11 через первую схему И 10. Выходной сигнал первого таймера 11 поступает на входы управления первого и третьего ключей 12, 23, подающих питание на микродвигатель 25 с полярностью, которая обеспечивает перемещение сильфона 7 и изменение объема воздуха внутри корпуса 1, уменьшающие отрицательный сигнал разбаланса емкостного датчика 3. Одновременно выходной сигнал первого таймера 11 запрещает прохождение сигнала через вторую схему И 14 до окончания работы микродвигателя 25 и перемещения сильфона 7. При появлении положительного сигнала недопустимого разбаланса емкостного датчика 3 более порогового значения на выходе второго компаратора 13 появляется сигнал, запускающий второй таймер 15 через вторую схему И 14. Выходной сигнал второго таймера 15 поступает на входы управления второго и четвертого ключей 16, 24, подающих питание на микродвигатель 25 с полярностью, которая обеспечивает перемещение сильфона 7 и изменение объема воздуха внутри корпуса 1, уменьшающие положительный сигнал разбаланса емкостного датчика 3. Одновременно выходной сигнал второго таймера 15 запрещает прохождение сигнала через первую схему И 10 до окончания работы микродвигателя 25 и перемещения сильфона 7. Перемещения сильфона 7 вызывают изменение объема и давления воздуха внутри корпуса 1 и обеспечивают уменьшение разбаланса емкостного датчика 3. При уменьшении разбаланса менее допустимого значения выключаются третий или четвертый компараторы 26, 29 и останавливают микродвигатель 25 независимо от первого и второго таймеров 11, 15. Подачей сигналов с первого и шестого входов 17, 22 на управляющие входы первого и второго компараторов 9, 13 устанавливаются их пороги срабатывания. Подачей сигналов с седьмого и восьмого входов 30, 31 на управляющие входы третьего и четвертого компараторов 26, 29 устанавливаются их пороги срабатывания. Длительности выходных сигналов первого и второго таймеров 11, 15 устанавливаются в соответствии с порогами срабатывания первого и второго компараторов 9, 13 и регулируются подачей сигналов со второго и пятого входов 18, 21 на управляющие входы первого и второго таймеров 11, 15. Предусмотрена, при необходимости, ручная установка баланса емкостного датчика 3 подачей сигналов на третий или четвертый входы 19, 20.The membrane 2 is fixed in the housing 1 between the environment and the housing containing the support medium, so that changes in the ambient pressure lead to the displacement of the membrane 2. The displacement of the membrane 2 relative to the neutral position leads to a change in the amplitude of the electrical signal at the output of the capacitive sensor 3, to which the electric the signal comes from the generator 6. From the output of the capacitive sensor 3 connected in a bridge circuit, the signal goes to the amplifier-demodulator 4, which also receives the reference signal from the generator 6, thanks why am I at the output of the amplifier-demodulator 4 connected to the analog output 5 of the device, an analog signal is formed, the amplitude and sign of which depend on the displacement of the membrane 2. From the output of the amplifier-demodulator 4, the analog signal is fed to the filter 8 of the constant component of the signal of the amplifier-demodulator 4, which, depending on the imbalance of the capacitive sensor 3, can take positive or negative values. In the absence of signals (or signals less than the threshold values specified in the first or second comparators 9, 13), the first and second timers 11, 15 are turned off, and the zero signals at their outputs and at the inverse inputs of the first and second circuits And 10, 14 allow the passage of signals from the first and second comparators 9, 13 to the first and second timers 11, 15. When a small negative signal of an acceptable unbalance of the capacitive sensor 3 appears above a threshold value, a signal appears on the output of the third comparator 26, including the fifth key 28 through the OR circuit 27. When a small positive signal of an acceptable imbalance of the capacitive sensor 3 of a more threshold value appears at the output of the fourth comparator 29, a signal appears including the fifth key 28 through the OR circuit 27. When a negative signal of an unacceptable unbalance of the capacitive sensor 3 of a more threshold value appears at the output of the first comparator 9 a signal that starts the first timer 11 through the first circuit And 10. The output signal of the first timer 11 is supplied to the control inputs of the first and third keys 12, 23, which supply power to a micromotor 25 with a polarity that provides movement of the bellows 7 and a change in the volume of air inside the housing 1, reducing the negative imbalance signal of the capacitive sensor 3. At the same time, the output signal of the first timer 11 prevents the signal from passing through the second circuit And 14 until the micromotor 25 is completed and the bellows 7 are moved . When a positive signal appears unacceptable imbalance of the capacitive sensor 3 more than a threshold value at the output of the second comparator 13, a signal appears that starts the second timer 15 through the second circuit And 14. The output signal of the second timer 15 is supplied to the control inputs of the second and fourth keys 16, 24, which supply power to the micromotor 25 with a polarity that provides movement of the bellows 7 and a change in the volume of air inside the housing 1, reducing the positive signal of the capacitive unbalance sensor 3. At the same time, the output signal of the second timer 15 prevents the signal from passing through the first circuit And 10 until the micromotor 25 is completed and the bellows 7 are moved. The movements of the 7 bellows cause a change in volume the air pressure inside the housing 1 and provide a decrease in the imbalance of the capacitive sensor 3. When the imbalance decreases below the permissible value, the third or fourth comparators 26, 29 are turned off and the micromotor 25 is stopped, regardless of the first and second timers 11, 15. By applying signals from the first and sixth inputs 17, 22 to the control inputs of the first and second comparators 9, 13 their thresholds are set. By supplying signals from the seventh and eighth inputs 30, 31 to the control inputs of the third and fourth comparators 26, 29, their thresholds are set. The durations of the output signals of the first and second timers 11, 15 are set in accordance with the thresholds of the first and second comparators 9, 13 and are regulated by the supply of signals from the second and fifth inputs 18, 21 to the control inputs of the first and second timers 11, 15. It is provided, if necessary , manual adjustment of the balance of the capacitive sensor 3 by applying signals to the third or fourth inputs 19, 20.

Таким образом, достигается заявленный результат и предлагаемое устройство для измерения инфразвуковых колебаний среды обеспечивает повышение точности измерений инфразвуковых колебаний среды.Thus, the claimed result is achieved and the proposed device for measuring infrasonic vibrations of the environment provides improved measurement accuracy of infrasonic vibrations of the environment.

Источники информацииSources of information

1. Infrasound Sensor – Model 50, Manual, описание, Chaparral Physics, div of Geophysical Institute, 2006, http://www.geoinstr.com/ds-model25.pdf1. Infrasound Sensor - Model 50, Manual, description, Chaparral Physics, div of Geophysical Institute, 2006, http://www.geoinstr.com/ds-model25.pdf

2. Infrasound Sensor – Model 25, Manual, описание, Chaparral Physics, div of Geophysical Institute, 4 December 2006, http://www.geoinstr.com/ds-model50.pdf2. Infrasound Sensor - Model 25, Manual, description, Chaparral Physics, div of Geophysical Institute, December 4, 2006, http://www.geoinstr.com/ds-model50.pdf

3. Микробарометр МВ 2000, Техническое описание, Microbarometre MB 2000, Technical manual, Departement Analyse et Surveillance de L’Environnement (DASE), 1998, http://www-dase.cea.fr/public/dossiers_thematiques/microbarometres/description.html3. Microbarometer MB 2000, Technical Description, Microbarometer MB 2000, Technical manual, Departement Analyze et Surveillance de L'Environnement (DASE), 1998, http://www-dase.cea.fr/public/dossiers_thematiques/microbarometres/description. html

4. Дифференциальный микробарометр ISGM-03M, описание, Научно-технический центр «Геофизические измерения», 2013, http://ntcgi.ru/products/differential-mikrobarometr-isgm-03m.php4. Differential microbarometer ISGM-03M, description, Scientific and Technical Center "Geophysical Measurements", 2013, http://ntcgi.ru/products/differential-mikrobarometr-isgm-03m.php

Claims (1)

Устройство для измерения инфразвуковых колебаний среды, содержащее корпус, мембрану, связанную с окружающей средой и средой внутри корпуса, последовательно соединенные емкостный датчик перемещения мембраны и усилитель-демодулятор, а также аналоговый выход устройства и генератор, подключенный к емкостному датчику и усилителю-демодулятору, отличающееся тем, что дополнительно содержит сильфон, последовательно соединенные фильтр постоянной составляющей, первый компаратор с инверсным входом, первую схему И, первый таймер и вход управления первого ключа, последовательно соединенные второй компаратор, вторую схему И, второй таймер и вход управления второго ключа, а также первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы, третий ключ, четвертый ключ, микродвигатель с приводом, механически связанный с сильфоном, включенный между выходами первого и четвертого ключей, последовательно соединенные третий компаратор с инверсным входом, схему ИЛИ и вход управления пятого ключа, а также четвертый компаратор, подключенный ко второму входу схемы ИЛИ, седьмой и восьмой входы, причем фильтр постоянной составляющей подключен входом к усилителю-демодулятору, а выходом подключен к входам второго, третьего и четвертого компараторов, выход усилителя-демодулятора подключен к аналоговому выходу, выходы первого и второго таймеров подключены к инверсным вторым входам, соответственно, второй и первой схем И, входы управления третьего и четвертого ключей подключены к выходам, соответственно, первого и второго таймеров, входы первого и четвертого ключей подключены к выходу пятого ключа, вход последнего подключен к плюсу источника питания, входы второго и третьего ключей подключены к минусу источника питания, выход третьего ключа соединен с выходом четвертого ключа, выход второго ключа соединен с выходом первого ключа, первый и шестой входы подключены к управляющим входам, соответственно, первого и второго компараторов, второй и пятый входы подключены к управляющим входам, соответственно, первого и второго таймеров, третий и четвертый входы подключены к управляющим входам, соответственно, первого и второго ключей, седьмой и восьмой входы подключены к управляющим входам, соответственно, третьего и четвертого компараторов, первый, второй, третий и четвертый компараторы выполнены с управлением по порогам срабатывания, первый и второй таймеры выполнены с управлением по длительности выходного сигнала, а сильфон размещен между окружающей средой и средой внутри корпуса, выполненного герметичным.A device for measuring infrasonic vibrations of a medium, comprising a housing, a membrane associated with the environment and the environment inside the housing, a capacitive membrane displacement sensor and an amplifier-demodulator connected in series, as well as an analog output of the device and a generator connected to a capacitive sensor and an amplifier-demodulator, characterized the fact that it further comprises a bellows, a DC filter connected in series, a first comparator with an inverse input, a first And circuit, a first timer and a control input of the first key, a second comparator connected in series, a second And circuit, a second timer and a second key control input, and the first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs, the third key, the fourth key, a micromotor with a drive, mechanically connected to the bellows, connected between the outputs of the first and fourth keys, sequentially connected a third comparator with an inverse input, an OR circuit, and a fifth key control input, as well as a fourth comparator connected to the second input of the OR circuit, the seventh and eighth inputs, the DC component filter being connected by an input to an amplifier-demodulator, and the output being connected to the inputs of the second, the third and fourth comparators, the output of the amplifier-demodulator is connected to the analog output, the outputs of the first and second timers are connected to the inverse second inputs, respectively, of the second and first circuits And, the control inputs of the third and even the keys are connected to the outputs of the first and second timers, respectively, the inputs of the first and fourth keys are connected to the output of the fifth key, the input of the last is connected to the plus of the power supply, the inputs of the second and third keys are connected to the minus of the power source, the output of the third key is connected to the output of the fourth key, the output of the second key is connected to the output of the first key, the first and sixth inputs are connected to the control inputs, respectively, of the first and second comparators, the second and fifth inputs are connected to the control inputs, respectively, of the first and second timers, the third and fourth inputs are connected to the control inputs of the first and second keys, respectively, the seventh and eighth inputs are connected to the control inputs of the third and fourth comparators, the first, second, third and fourth comparators on the thresholds of operation, the first and second timers are controlled by the duration of the output signal, and the bellows is placed between the environment and the medium inside the housing, which is sealed.
RU2019118238A 2019-06-13 2019-06-13 Device for measuring infrasonic vibrations of medium RU2717263C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019118238A RU2717263C1 (en) 2019-06-13 2019-06-13 Device for measuring infrasonic vibrations of medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019118238A RU2717263C1 (en) 2019-06-13 2019-06-13 Device for measuring infrasonic vibrations of medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2717263C1 true RU2717263C1 (en) 2020-03-19

Family

ID=69898674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019118238A RU2717263C1 (en) 2019-06-13 2019-06-13 Device for measuring infrasonic vibrations of medium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2717263C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2774291C1 (en) * 2021-12-28 2022-06-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП ВНИИА") Device for measuring infrasonic oscillations of the medium

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU381916A1 (en) * 1971-05-03 1973-05-22 DEVICE FOR MEASURING VIBRATION
SU535028A3 (en) * 1971-07-08 1976-11-05 Энститю Франсе Дю Петроль Де Карбюран Э Любрифьян (Фирма) Piezoelectric sensor
SU1239664A1 (en) * 1984-02-14 1986-06-23 Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта Well deformograph
GB2493838A (en) * 2011-08-15 2013-02-20 Pgs Geophysical As An electrostatically coupled pressure sensor
RU2485455C1 (en) * 2012-01-23 2013-06-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Device to measure infrasonic medium oscillations
RU2485550C1 (en) * 2011-12-28 2013-06-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Device to measure infrasonic medium oscillations

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU381916A1 (en) * 1971-05-03 1973-05-22 DEVICE FOR MEASURING VIBRATION
SU535028A3 (en) * 1971-07-08 1976-11-05 Энститю Франсе Дю Петроль Де Карбюран Э Любрифьян (Фирма) Piezoelectric sensor
SU1239664A1 (en) * 1984-02-14 1986-06-23 Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта Well deformograph
GB2493838A (en) * 2011-08-15 2013-02-20 Pgs Geophysical As An electrostatically coupled pressure sensor
RU2485550C1 (en) * 2011-12-28 2013-06-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Device to measure infrasonic medium oscillations
RU2485455C1 (en) * 2012-01-23 2013-06-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Device to measure infrasonic medium oscillations

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2774291C1 (en) * 2021-12-28 2022-06-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП ВНИИА") Device for measuring infrasonic oscillations of the medium
RU2779719C1 (en) * 2021-12-28 2022-09-12 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Device for measuring infrasound vibrations of the medium
RU2779792C1 (en) * 2021-12-28 2022-09-13 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Device for measuring infrasound vibrations of the medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4149231A (en) Capacitance-to-voltage transformation circuit
KR100341964B1 (en) Impedance detection apparatus and method
KR100558379B1 (en) Impedance-to-voltage converter
RU195153U1 (en) Device for measuring infrasonic vibrations of the environment
US5506507A (en) Apparatus for measuring ions in a clean room gas flow using a spherical electrode
RU2717263C1 (en) Device for measuring infrasonic vibrations of medium
US5000048A (en) Circuit arrangement for temperature compensation of capacitive pressure and differential pressure sensors
US5256974A (en) Method and apparatus for a floating reference electric field sensor
RU194810U1 (en) Vibrometer
RU2738765C1 (en) Device for measuring infrasonic vibrations of medium
RU2485455C1 (en) Device to measure infrasonic medium oscillations
RU2485550C1 (en) Device to measure infrasonic medium oscillations
RU2738766C1 (en) Device for measuring infrasonic vibrations of medium
RU114172U1 (en) DEVICE FOR MEASURING INFRASONIC OSCILLATIONS OF THE MEDIA
US7249487B2 (en) Device for calibrating a pressure detector
US2967940A (en) Transistorized fm-ir detector
DE69205148D1 (en) PROBE FOR MEASURING HIGH INTENSITY ACOUSTIC FIELDS.
US10254134B2 (en) Interference-insensitive capacitive displacement sensing
US2369788A (en) Rate of climb indicator
RU114523U1 (en) DEVICE FOR MEASURING INFRASONIC OSCILLATIONS OF THE MEDIA
US11340129B2 (en) Capacitive pressure measurement device with varying frequency
JPH04305171A (en) Method and apparatus for measuring surface charge density
SU1394167A1 (en) Method of measuring components of intensity vector of undisturbed electrostatic field of atmosphere from aircraft
SU930162A1 (en) Device for measuring electric field strength
RU2055356C1 (en) Device measuring parameters of flow of liquid or gas in pipe-line