SU1486805A1 - Виброиреовразователь - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение чувствительности вибропреобразователя перемещений, который содержит корпус, выполненный в виде вакуумированного баллона с основанием для крепления.к объекту контроля. Анод, выполненный в виде сферического инерционного груза, свободно размещен в электроконтактном направляющем элементе, представляющем четыре взаимно параллельные

2

траверсы из электропроводного диамагнитного материала. Симметрично относительно траверс расположены два подогревных катода с щелевыми фокусирующими диафрагмами, щели в которых выполнены в виде встречно ориентированных вершинами треугольников . Катоды вместе с анодом образуют два диодных промежутка, включаемых в процессе измерений в мостовую измерительную схему. Инерционный груз-анод фиксируется в исходном (начальном) положении в средней части щелей с помощью призматического постоянного магнита, жестко закрепленного на корпусе. При смещении диафрагмы в процессе измерений относительно анода изменяется площадь перекрытия анодом щелей, что ведет соответственно к уменьшению тока в одном диодном промежутке и увеличению тока в другом катодном промежутке. Треугольная форма щелей увеличивает эффект изменения токов и повышает чувствительность вибропреобразователя. 7 ил.

00

о

00

о

сл

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения виброперемещений объектов.

Цель изобретения - повышение чувствительности за счет использования второго подогревного катода и выполнения щелей в фокусирующих диафрагмах в виде ориентированных

один навстречу другому треугольников.

На фиг.1 схематичнд представлен предлагаемый вибропреобразователь с цилиндрическими катодами; на "фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - вибропреобразователь с катодами, выполненными в виде прямоугольных параллелепипедов, поперечное сечение; на

"1486805

фиг.4 - различные положения сферического груза-анода относительно одного из катодов; на фиг. 5' - электрическая схема включения вибропреобразователя; $ на фиг.6 - типовые статические характеристики; на фиг.7 - рабочие (выходные) характеристики вибропреобразователя перемещений.

. Вибропреобразователь содержит Ю

корпус 1, выполненный в виде вакуумированного баллона, и размещенный в нем направляющий электроконтактный элемент, выполненный в виде четырех взаимно параллельных полированых 15

траверс 2 из электропроводного 'диамагнитного материала. Свободно установленный между траверсами 2 и выполняющий функции анода 3 сферический инерционный груз выполнен из 20

ферромагнитного материала. Траверсы 2 соединены со штырьками 4, которые герметично запаяны в корпусе 1 и выполняют функции электрических выводов анода 3. Внутри корпуса 1 разме- 25 щены также два подогревных катода 5 и 6, снабженных подогревателями 7 и 8 и расположенных симметрично относительно направляющего элемента. Подогревные катоды 5 и 6 могут быть 30 выполнены цилиндрическими или в форме параллелепипедов. Плоские щелевые фокусирующие диафрагмы 9 к 10 расположены параллельно одна другой и продольным осям катодов 5 и 6. Щели ^5 11 и 12 диафрагм 9 и 10 имеют форму равнобедренных треугольников (фиг.4), длина оснований треугольников равна (или близка) диаметру (ширине) катодов 5 и 6, а высота - длине их ак- дд тивной (оксидированной) части. Диафрагмы 9 и 10 установлены таким образом, что их щели 11 и 12 совмещены по длине и ориентированы вершинами навстречу одна другой. Щелевые фокусирующие диафрагмы 9 и 10 находятся под потенциалом катодов 5 и 6 (или более низким потенциалом) и оказывают фокусирующее действие на потоки электронов, эмиттируемых катодами 5 и 6. В результате значения токов,' протекающих к аноду 3 с различных частей катодов 5 и 6 вдоль их длины, оказываются неодинаковыми и зависят от положения анода 3 относительно щелей 11 и 12. Таким образом, ток каждого катода, пропорциональный части активной его поверхности, перекрытой анодом 3, будет возрастать

при перемещении анода 3 вдоль днафрагмы от вершины ее треугольной щели к основанию и уменьшаться при его перемещении в обратном направлении.

Катоды 5 и 6, подогреватели 7 и 8, а также диафрагмы 9 и 10 соединены со штырьками 13-18. Перечисленные электроды путем пистонирования жестко закреплены в слюдяных дисках 19 и 20, образуя единую арматуру. Вибропреобразователь снабжен распыляемым газопоглотителем 21. Снаружи корпуса 1 размещен призматический постоянный магнит 22, воздействующий своим магнитным полем на инерционный груз-анод 3 и фиксирующий его; начальное положение, соответствующее середине высоты щелей 11 и 12 диафрагм 9 и 10. Постоянный магнит 22 намагничен и установлен относительно электродов вибропреобразователя таким образом, что нейтральная ось между полюсами магнита параллельна продольным осям траверс 2, катодов 5 и 6 и фокусирующих диафрагм 9 и .10, Для удобства крепления корпус .

1 снабжен основанием 23. Вибропреобразователь в процессе измерений включается в мостовую измерительную схему (фиг.5), два плеча которой образуют диодные промежутки: анод 3 катоды 5 и 6, а два других плеча неизменные омические сопротивления 24-25 и подстроечное сопротивление 26. Мостовая схема подключена одной диагональю к источнику 27 питания постоянного тока, а другой - к индикатору 28.

Вибропреобразователь перемещений работает следующим образом.

Основанием 23 корпуса вибропреобразователь крепится на объекте контроля (не показан). При этом корпус 1 вместе с объектом контроля совершает колебательные перемещения (вдоль оси X на.фиг.1) с частотой вибрации. В‘ процессе вибрации из-за действия сил инерции происходит смещение всех элементов вибропреобразователя, жест ко соединенных с корпусом 1, а именно катодов 5 и 6, подогревателей 7 и 8, фокусирующих диафрагм 9 и 10 и постоянного магнита 22 относительно инерционного груза-анода 3. За счет действия магнитного поля магнита 22 на ферромагнитный инерционный грузанод 3 последний прижимается к двум

5

1486805

6

из четырех траверс 2, по которым и происходит его смещение относительно катодов 5 и 6 и фокусирующих диафрагм

I ·

9 и 10. Две другие траверсы 2 уст- * раняют возможность выпадания груза при случайных боковых ударах.

В результате указанных относительных смещений инерционного грузаанода 3 последний может занимать различные положения относительно катодов 5 и 6 и щелей 11 и 12 фокусирующих диафрагм 9 и 10, как показано на фиг.4. Расположение анода 3 в средней части щелей 11 и 12 диафрагм 9 и 10 соответствует начальному (исходному) положению анода 3. В этом положении проекции анода 3.на плоскости диафрагм 9 и 10 перекрывают одинаковые по размерам участки щелей

11 и 12, а следовательно, и одинаковые по площади участки активной поверхности катодов 5 и 6, причем токи обоих катодов в этом случае равны один другому. При смещении анода 3

к основанию треугольной щели активная часть площади одного катода, перекрываемая анодом, увеличивается, и следовательно, ток катода возрастает, площадь второго катода соответственно уменьшается и ток катода уменьшается. На фиг.6 приведены типичные зависимости токов каждой из катодов 5 и 6 от перемещения диафрагм 9 и 10 относительно анода 3, снятые для экспериментального образца вибропреобразователя в ^статическом режиме его работы, т.е. при отсутствий нагрузки. Минимальные значения токов соответствуют расположению анода 3 в области вершин треугольников фокусирующих щелей 11 и

12 диафрагм 9 и 10, их максимальные значения - у оснований этих треугольников .

На фиг.7 приведены выходные (рабочие) характеристики двух экспериментальных образцов вибропреобразователей, включенных в мостовые схемы (фиг.5), которые представляют собой зависимости выходного сигнала от перемещения диафрагм 9 и 10 относительно анода 3. При этом одна из характеристик (А) получена для вибропреобразователя с одним активным диодным промежутком, включенным в одно из плеч мостовой схемы, когда три другие плеча образованы омическими сопротивлениями, а другая характеристика (Б) получена для сдвоенной симметричной конструкции вибропреобразователя с двумя активными диодными промежутками. Из сравнения этих характеристик видно, что предлагаемый вибропреобразователь обладает более высокой чувствительностью, большей крутизной выходной характеристики, а кроме того, более высокой степенью линейности выходной характеристики.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Бибропреобразователь, содержащий корпус, выполненный в виде вакуумированного баллона, размещенный в _β корпусе направляющий электроконтактный элемент со свободно установленным в нем ферромагнитным сферическим инерционным грузом, размещенный параллельно продольной оси направляющего элемента подогревный катод с щелевой фокусирующей диафрагмой и 'расположенный снаружи корпуса приз-, матический постоянный магнит для фиксации начального положения инерционного груза, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, вибропреобразователь снабжен вторым подогревным катодом с щелевой фокусирующей диафрагмой, расположенным симметрично первому относительно направляющего элемента, фокусирующие диафрагмы выполнены плос•кими, щели в них выполнены в виде равносторонних треугольников и ориентированы вершинами одна навстречу другой , а направляющий элемент выполнен в виде взаимно параллельных траверс из диамагнитного электропроводного материала.

   1486805

   1486805