SU911406A1 - Вертикальный сейсмоприемник - Google Patents

Description

(54) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ СЕЙСМОПРЙЕМНИК

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частнос ти к приборам, предназначенным дл  измерени  парамет- ров низкочастотных вибраций и колебаний , сооружений и машин. Известен сейсмоприемник аксеперок ет- рического типа, содержащий корпус, ин тную массу и поджатые к ней электромеханические преобразователи смещени  массы относительно корпуса 1} . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  пьезоэлектрический сейсмоприемник, состо щий из корпуса и инерционной массы, опертой на биморфные пьезокерамические элементы 2 . К недостаткам известного сейсмоприемника относ тс  невысока  чувствительность , что затрудн ет регистрацию малых ускорений, и невозможность периодического контрол  чувствительности при длитель ной работе сейсмоприемников в автономной аппаратуре. Цель изобретени  - повьпление чувст гвительности на низких частотах. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в вертикальный сейсмо1фиемник содержащий корпус, инертную массу и пьезоэлектрические бимор( элементы, дополнительно введены два посто нных магнита, обращенных противоположными полюсами друг к другу, при этом один магнит прикреплен к верхней части корпуса , а второй - к инертной, массе, по торцам которой закреплены пьезоэлектрические биморфные элементы, выполненные в виде крестовин, жестко св занных своими кра ми с KCfinycoM. Сейсмоприемнкки акселерометрического типа работают в области частот меньше собственной резонансной частоты. Снижение резонансной частоты приводит к значительному увеличению чувствительности (коэффициента преобразовани ) сейсмоприемника . Дл  уменьщени резонаноной частоты необходимо либо увеличивать массу, либо уменьшать жесткость ее поо391

вески. Применением пьсзокерамических биморфных элементов, работающих на и гибных деформаци х, можно добитьс  значительного уменьшени  жесткости подвески сейсмомассы, если они одновременно  вл ютс  и элементами, через которые масса св зана с корпусом. Однако в этом случае биморфные пьезокерамические элементы в вертикальном сейсмоприемннке наход тс  под воздействием посто нно действующей на них силы т жести 9ейсмомассы, г что ухудшает услови  их работы, так как они наход тс  в значительном по величине предвари- . тельно напр женном состо нии. Поэтому дл  улучшени  работы пьезоэлементов Необходимо их разгрузить, скомпенсировав ,  ибо значительно- уменьшив силу т жести массы, вис щей на пьезоэлементах .

На фиг. 1 представлен предлагаемый вертикальный сейсмоприемник, разрез; на фиг. 2 - пьезокерамический биморф- ный элемент.

В верхней части корпуса 1 размещены один магнит 2 и катушка индуктивности 3. Второй магнит 4, обращенный противоположным полюсом к первому, закреплен на инертной массе 5, к торцам которой прикреплены своими центральными част ми пьезоэлектрические биморфные элементы 6, выполненные в виде крестовин. Элементы 6 выполнены в виде сборки, состо щей из металлической мембраны 7 в форме крееговины, на которую наклеены пьезокерамические элементы такай же формы, но меньшей длины.

Биморфные элементы 6 через свободные от пьезоэлектрических элементов концы мембраны 7 жестко св заны с корпусом, в нижней частикоторого рас- -полагаетс  разъем 8 и плита 9 с размещенным на ней усилителем. В днище корпуса предусмотрено резьбовое отверстие 10 дн  креплени  сейсмоприемника.

Сейсмоприемник работает следующим образом.

Между магнитами 2 и 4 устанавливают такое рассто ние, чтобы сила их взаимного прит жени  компенсировала большую часть силы т жести сейсмомассы 3. Поэтому биморфные пьезоэлементы 6 разгруж;ены и могут быть сделаны механически менее жесткими. При воздействии на сейсмоприемник ускорени  масса 5 смеа1аетс  относительно корпуса 1, изгиба  элементы б, степень деформации которых пропоршюнальна действующему

4064

ускорению. Под действием Ичзгибных деформаций на обкладках элементов индуцируютс  зар ды, по величине пропорциональные деформаци м, а следовательно,

, и ускорению, которые с помо.щью усилител  9 преобразуютс  в удобный дл  регистрации и обработки вид.

Подава  от внешнего источника переменного тока напр жение на катушку инfO дуктивности 3 измен ют магнитную индукцию в зазоре между магнитами 2 и 4, а следовательно, силу их вза.имодействи , что приводит к по влению флуктационной составл ющей силы т жести сы, воздействующей на пьезоэлементы 6. Периодически подава  на катущку напр жение определенной величины и измер   . значение выходного напр жени  с усилител  9 осуществл ют контроль чувстви2J . тельности приемника, что особенно важно при проведении долговременных измерений , в том числ:е с помощью автономной аппаратуры.

Компенсаци  силы-т жести, воздействующей на пьезоэлементы, дает возмож-.) ность уменьшить резонансную частоту подвески, а следовательно повысить чу&ствительность на низких частотах, за счет уменьшени  жесткости пьезоэлементов . С этой целью в данном сейсмоприемнике биморфные сборки выполнены в виде крестовин. Данные элементы имеют осевую жесткость меньшую, чем дискообразные , и в то же врем  обладают до- вольно значительной поперечной жесткостью , что способствует уменьшению поперечной чувствительности сейсмоприемника .

Изобретение позвол ет повысить чувствительность сейсмоприемника на низких частотах при сохранении небольших размеров устройства.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Вертикальный сейсмоприемник, содержащий корпус, инертную массу и пьезоэлектрические биморфные элементы, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности на низких частотах, в него дополнительно введены два посто ншз1х магнита, обращенных

   противоположнь1ми полюсами друг к дру- гу, при этом один магнит прикреплен к верхней части-корпуса, а второй - к инертной массе, по торцам которой за5 9114О6.6

   креплены пьезоэлектрические биморфные1. Аппаратура и методика сейсмоме1ч

   элементы, выполненные в виде крестовин,рических наблюдений в СССР. М., Нау-.

   жестко св занных своими кра ми с кор-ка, 1974, с. 43-63.

   jjycoM,
2. 2. Авторское свидетельство ОССР

   Источники информации,5 №572733, кл. GOIV 1/16, 1975

   прин тые во внимание при экспертизе(прототип).

   ,../