RU28288U1 - Пьезодатчик - Google Patents

Description

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Данное предложение относится к устройствам, определяющим амплитудно-частотные характеристики и другие динамические параметры объектов и ioжeт быть использован как чувствительный элемент к ударным воздействиям в охранных устройствах.

Известен наиболее близкий аналог, взятый за прототип (1), шсселерометр с пьезоэлементом. Сейсмическая масса, пружина и пьезоэлемент установлены на цилиндрической опорной стойке, расположенной в центре и закрепленной на прочном основании общего корпуса.

Известное устройство имеет недостаток. Поскольку основание и опорная стойка по существу образуют упругий элемент, соединенный параллельно с пьезоэлементом, динамические деформации основания передаются на пьезоэлементы и приводят к созданию паразитного электрического заряда.

Данное предложение направлено на устранение этого недостатка и на решение след},тощей задачи - создание более совершенного пьезодатчика.

Техническим результатом является уменьшение резонансных помех и расширение диапазона чувствительности. ПЬЕЗОДАТЧИК

Данный технический результат достигается за счет того, что в пьезодатчике, состоящем из корпуса, сейсмической массы, чувствительного элемента, расположенного между двумя керамическими подкладками, и упругого элемента, в качестве упругого элемента используются магниты, расположенные в основании корпуса встречно-однополярно, а размер верхней керамической подкладки меньше размера нижней.

За счет того, что сейсмическая масса удерживается встречнооднополярными магнитами создается эффект упругого элемента (не механического), а значит происходит уменьшение резонансных помех, например, помех от дребезга.

В данной конструкции пьезоэлемент работает и на сдавливание и на изгиб одновременно, так как за счет использования встречно-однополярных магнитов создается регулируемый отталкивающий момент, т.е. прижатие упора к пьезоэлементу, что позволяет расширить диапазон чувствительности.

За счет использования верхней керамической подкладки меньшего размера, чем нижняя, достигается амплитудночастотная характеристика, близкая к логарифмической, т.е. при малом ударном воздействии амплитуда должна быть достаточно большой, а при более сильном воздействии (например, взрывное

р.о ://с;Г235/

2со /

воздействие) должна быть достаточно малой. Это также позволяет расширить диапазон чувствительности пьезодатчиков.

Использование постоянных высокоэнергетических магнитов типа редкоземельный металл- железо- бор позволяетт увеличить регулируемый отталкивающий момент, что расширяет диапазон чувствительности датчика.

На рис.1 изображен чертеж пьезодатчика.

Пьезодатчик состоит из корпуса 1 с выполненными в нем для проводки кабеля от пьезоэлемента к приборной части технологическими отверстиями 2,3,4 , в центре основания которого находятся встречно-однополярные магниты 5, и сейсмической массы 6, на которой расположены керамические подкладки 7 и 8 и находящийся между ними чувствительный элемент 9 (пьезоэлемент). Керамические подкладки удерживает упор 10. Для крепления конструкции к контролируемому объекту в верхней части корпуса расположены магнитные присоски 11.

Пьезодатчик работает следующим образом:

Контролируемый объект, как источник ударного воздействия или через торцевую часть датчика, или резьбовое крепление передает удар по телу корпуса, т.е. по телу корпуса в том числе и по упору проходит ударная волна (упор и корпус жестко закреплены). Сейсмическая масса с корпусом не закреплена

(скользящая посадка) и находится во взвешенном состоянии за счет магнитного поля, образованного двумя магнитами 2, расположенными встречно-однополярно.

Ударная волна может воздействовать концентрированно через конус упора 10, через подкладку 8 на пьезоэлемент, подпираемый сейсмической массой, вследствие чего происходит точечное ударное давление на пьезоэлемент 9, который выдает сигнал импульсного напряжения, необходимого для последующей электронной обработки.

Для использования пьезодатчика в охранных устройствах амплитудно-частотная характеристика должны быть близка к логарифмической, т.е. при малом ударном воздействии амплитуда должна быть достаточно больщой, а при более сильном воздействии (взрывное воздействие) должна быть достаточно малой. Это достигается за счет малой площади подкладки 8 и большей площади подкладки 7 и регулировкой упора 10 вверхвниз с целью уменьшения или увеличения пружинного эффекта , создаваемого магнитами 2.

Источник информации:

1. Справочник по пьезоэлектрическим акселерометрам и предусилителям. Брюль и Къер. Бак. тех.наук Ммрк Серридж, Маг.тех.наук Торбен Р.Лихт., Март 1987 г., стр.29

4

Claims (2)

1. Пьезодатчик, содержащий корпус, сейсмическую массу, упругий элемент и чувствительный элемент, расположенный между керамическими подкладками, и упругий элемент, отличающийся тем, что в качестве упругого элемента используются магниты, расположенные встречно-однополярно в основании корпуса, а размер верхней подкладки меньше размера нижней.

2. Пьезодатчик по п.1, отличающийся тем, что магнитное поле создается постоянными магнитами из высокоэнергетических материалов.