ДАТЧИК КОЛЕБАНИЙ

Полезная модель относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам, предназначенным для контроля и фиксации параметров колебаний.
Известно устройство (патент РФ 2273000 G01F 1/84 24.04.2002), содержащее катушку и два якоря, прикрепленных к двум расходомерным трубкам преобразователя, служащего для измерения параметров текучей среды. Катушка прикреплена к держателю, содержащему опорную пластину, которая установлена в плавающем состоянии на расходомерных трубках с помощью двух упругих ножек. Якоря имеют такую форму (например, чашеобразную) и так выровнены относительно друг друга, что магнитные поля, генерируемые устройством, сконцентрированы внутри этого устройства. В варианте выполнения устройство содержит вторую катушку. Преобразователь может представлять собой датчик Кориолиса для измерения массового расхода.
Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, связанные с ограниченностью восприимчивости координат колебаний, и сложность конструкции.
Известен датчик (патент РФ 2162598 C2 G01N 27/02, G01V 1/16 27.01.2001), который представляет собой чувствительный элемент, расположенный в защитном кожухе. Чувствительный элемент, выполненный из химически стойкого диэлектрического материала, разделенный на две полости, соединяющиеся сквозным каналом, в котором расположены два перфорированных измерительных электрода, охваченные двумя перфорированными противоэлектродами. Все электроды подключены к блоку регистрации. Наружные стороны полостей замкнуты трубкой, расстояние между концами которой выбрано минимальным, а длина трубки -максимальной, исходя из свободного внутреннего объема.
Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, связанные с ограниченностью восприимчивости координат колебаний датчиком.
Известен датчик гидравлических колебаний (патент РФ 2133949 C1 G01L 23/08 27.01.2001),содержащий корпус, который жесткой перегородкой разделен на две полости. В полостях расположены одинаковые по конструкции чувствительные элементы. Полости соединены между собой дросселирующим каналом, выполненным в жесткой перегородке. На выступах корпуса и жесткой перегородки установлены чувствительные элементы в виде эластичных трубок, выполненных из электроизоляционного материала. Внутри трубок находится столб графитового порошка и имеются электроды, соединенные с электрическим разъемом и изолированные от перегородки шайбами. Для предохранения чувствительных элементов от повреждения имеются защитные сетки. В подставку корпуса ввернут штуцер, служащий для соединения датчика с магистральным трубопроводом. Выпуск воздуха из полостей производят через кран.
Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, связанные с ограниченностью восприимчивости координат колебаний и с областью применения данного датчика, и кроме того, сложность конструкции.
Наиболее близкой к предлагаемой конструкции является конструкция магнитного пассивного датчика положения (патент РФ 2435139 C1 G01D 5/251 20.01.2009), содержащая корпус и активные элементы, установленные с возможностью движения снаружи корпуса, выполненные в виде постоянных магнитов, установленных с возможностью движения, расположенную внутри корпуса резисторную схему, которая имеет множество отдельных электрических контактов, множество расположенных в зоне движения магнита контактных пружинных элементов, которые соединены друг с другом с помощью общей основной части и состоят из зоны сгибания и контактной зоны, при этом контактные пружинные элементы расположены напротив контактов резисторной схемы так, что обеспечивается возможность перемещения контактных зон с помощью магнита к контактам резисторной схемы, при этом с каждым отдельным контактом резисторной схемы согласованы контактные зоны, по меньшей мере, двух контактных пружинных элементов. Каждые два соседних контактных пружинных элемента механически соединены друг с другом. Благодаря этому ограничивается подвижность каждого контактного элемента в плоскости, в которой они расположены, что обеспечивает повышение надежности контакта.
Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, связанные с ограниченностью восприимчивости координат колебаний и сложность конструкции.
Задача полезной модели - расширение функциональных возможностей, благодаря введению запоминающего элемента с логической микросхемой.
Техническим результатом является возможность контроля и записи на запоминающее устройство параметров колебаний во всех координатах, а также повышение точности результатов измерений, благодаря отсутствию механического контакта между активными элементами.
Указанный результат достигается тем, что в датчике, содержащем корпус и активные элементы, установленные с возможностью движения, согласно полезной модели, активные элементы установлены с возможностью движения внутри корпуса и выполнены в виде вертикальной и горизонтальной подвижных частей, представляющих собой двухполюсные постоянные магниты, закрепленные на упругих стержнях и неподвижной части, состоящей из катушек, размещенных по периметру корпуса, при этом введен запоминающий элемент с логической микросхемой, соединенный с выводами катушек.
Существо полезной модели поясняется чертежами. На фигуре 1 изображен вид сверху датчика колебаний. На фигуре 2 изображен вид сбоку датчика колебаний.
Предложенное устройство содержит (фиг. 1): корпус 1, на котором закреплена горизонтальная подвижная часть 2 и вертикальная подвижная часть 3 (фиг. 2), которые представляют собой два двухполюсных постоянных магнита, жестко закрепленных на упругих стержнях, выполненных, например, из пружинной стали. Постоянные магниты, намагниченные таким образом, что на внешней поверхности находится северный полюс магнита, а на внутренней поверхности расположен южный полюс. По периметру корпуса 1 расположены катушки 4, 5, выводы которых соединены с входами запоминающего элемента с логической микросхемой 6.
Датчик колебаний работает следующим образом. Постоянные магниты на упругих стержнях представляют собой механическую колебательную систему с малым трением. При этом жесткость стержней достаточна, чтобы не допустить «провисания» постоянных магнитов относительно катушек. При возникновении внешних возмущений любого направления (например, удар, толчок, вибрации) происходит отклонение подвижной части 2 или 3 от точки равновесия, т.е. в механической системе возникают свободные или вынужденные колебания, причем направление и амплитуда которых зависит от внешнего возмущающего воздействия. По закону электромагнитной индукции в катушках 4,5 наводится ЭДС, величина которой зависит от параметров колебаний подвижной части 2, 3, числа витков в катушках 4, 5 и магнитного потока, пронизывающего катушку, фиг. 2. Выводы от катушек 4, 5 подключены к запоминающему элементу с логической микросхемой, выполняющей функцию запоминания времени, даты и параметров наводимой ЭДС. Данные параметры используются для контроля состояния груза в тот или иной период времени, или например, для контроля сейсмоактивности в сейсмически опасных районах.
Итак, заявляемая полезная модель позволяет расширить функциональные возможности датчика, благодаря введению запоминающих элементов с логической микросхемой.
В результате датчик колебаний позволяет контролировать и записывать на запоминающее устройство параметры колебаний во всех координатах, а также повысить точности результатов измерений, благодаря отсутствию механического контакта между активными элементами.