ПЬЕЗОГЕНЕРАТОР ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ В СИГНАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВАХ

Пьезогенератор для возбуждения электрических цепей в сигнальных
устройствах
Предлагаемая модель устройства относится к электромеханическим преобразователям, вырабатывающим заданное напряжение, и может быть использована для возбуждения электрических цепей в автоматике, сигнальных датчиках, контрольных приборах, устройствах индикации вмешательства (УИВ) и проникновения к охраняемым объектам.
Известны пьезогенераторы с двумя типами механизмов нагружения пьезоэлектрического узла - сжимающий механизм безударного действия и ударный механизм, в котором используется кинетическая энергия движения ударника. Известен нажимной механизм пьезоэлектрической зажигалки, содержащим эксцентриковый роликовый привод, размещенный между упором и зажимной подвижной пластиной, взаимодействующей поверхностью противоположной приводу с пьзоэлементом, привод выполнен в виде кольцевой обоймы из эксцентриковых конических роликов, нажимная пластина имеет круглую форму и снабжена укрепленным в её
центральной части приводным валом для её кругового перемещения, а её кольцевая поверхность, контактирующая с приводом, имеет конический профиль 1.
Недостатком указанного устройства является сложность конструкции роликового привода и конструкции привода пластины, увеличивающего габарит устройства в целом.
Известен пьезогенератор с механюмом к пьезозажигалке, содержащий ударник, блок пьезоэлементов, установленные в гильзе рабочую пружину и возвратную, установленную в зоне между ударником и блоком пьезоэлементов, и стопорно - спусковое устройство, гильза имеет два отверстия на боковой поверхности, а стопорно -спусковое устройство содержит три шарика, размещенных на одной оси ударника, средний из которых подпружинен, а два боковых установлены с возможностью зацепления с образующими отверстий гильзы, при этом возвратная пружрша расположена в зоне между верхней поверхностью гильзы и блоком пьезоэлементов 2.
Недостатками данного устройства являются разброс значений возбуждаемого в блоке пьезоэлементов напряжения, сложность конструкции может увеличиться при оформлении вывода токоведущих
элементов от блока пьезогенераторов, в устройстве исключена возможность полного выхода внутренней гнльзы из наружной.
Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и совокупности основных признаков является устройство с пьезогенератором для контроля состояния искровых свечей зажигания, содержащее собранные в корпусе высоковольтный пьезогенератор, механизм ударного возбуждения пьезогенератора со стопорно - спусковым приспособлением, газоразрядный индикатор и элементы электрических соединений узлов между собой и с контролируемой свечой, стопорно - спусковое приспособление ударного механизма выполнено в виде закрепленного в бойке пггифта, проходящего своими выступаюш Бми концами через Г-образные вырезы в стеьже неподвижной обоймы пьезогенератора и входящего в ромбовидные вырезы в стенке подвижной втулки, охватывающей неподвижную обойму и сочлененной одним концом с подвижным щтепсельным гнездом, а другим - с возвратной пружиной, электрические соединения в моменты ударного возбуждения пьезогенератора образованы за счет контакта одного из его электродов через последовательно соединенные боек и ударную пружину с центральным электродом контролируемой свечи, а с другой стороны
за счет контакта электрода - юбки свечи с упорным винтом пьезогенератора через последовательно соединенное тело подвижного штепсельного гнезда, корпус устройства с крышкой и газоразрядный индикатор 3.
Недостатками данного устройства являются: сложность конструкции, отсутствие регулирования электрического напряжения, отсутствие возможности без доработки устройства подключения внешних потребителей тока, т.е. устройство не обладает универсальностью для расширения зоны применяемости.
Технической задачей, на решение которой направлено данное предложение, является создание источника электрического напряжения для устройств, возбуждающих определенные (звуковые, световые, электрические и т.п.) сигналы при несаисционированном проникновении к охраняемым объектам, например, при вскрытии контейнеров, сейфов, дверей хранилищ, вагонов и т.п.
Технический резу.1п,тат, на решение которого направлено данное предложение заключается в следующем:
возможность регулирования возбуждаемого в пьезогенераторе напряжения;
возможность разделения подвижной втулки от обоймы путем свободного вывода штифта в сквозную прорезь подвижной втулки;
возможность подключения к токоведущим элементам различных потребителей.
Для решения задачи в известном пьезогенераторе, содержащем собранные в обойме пьезоэлемент с электродами на торцах, закрепленный упорным винтом, с механизмом ударного возбуждения пьезогенератора, включающего ударную пружину, боек с наковальней, стопорно - спусковой механизм в виде закрепленного в бойке штифта, проходящим своим выступающим концом через Г образный вырез в обойме и входящий в ромбовидный вырез в стенке подвижной втулки, охватывающей обойму, введен регулировочный винт, контакт1ф5лющий с ударной пружиной, для обеспечения возможности регулирования усилия сжатия ударной пружины и соответственно возбуждаемого в пьезогенераторе напряжения. Ромбовидный вырез в подвижной втулки выполнен со сквозной прорезью для обеспечения возможности свободного вывода штифта из подвижной втулки. Токоведущие элементы выведены из обоймы наружу.
Введение регулировочного винта позволяет изменить усилие сжатие ударной пружины, влияющего на величиону возбуждаемого в пьезоэлементе напряжеьшя и соответствующего его регулирования. Вынолнение ромбовидного выреза в подвижной втулки со сквозной прорезью позволяет осуществить разделеьше подвижной втулки и обоймы путем свободного вывода штифта в сквозную прорезью подвижной втулки. Вывод токоведущих элементов наружу из обоймы создает возможность подключения к ним любого потребителя электрического напряжения.
На фиг.1 изображена схема предлагаемого пьезогенератора при воздействии бойка и наковальни по блоку пьезоэлементов, разрез; на фиг.2 - устройство при взведенной ударной пружине и стопорном положение бойка; на фиг.З - взаимное расположение штифта и ромбоввдного паза подвижной втулки в момент воздействия бойка и наковальни на пьезоэлемент, вид по стрелке А; на фиг.4 - взаимное расположение штифта и ромбовидного паза подвижной втулки при взведенной ударной пружине, вид по стрелке В.
Пьезогенератор для возбуждения электрических цепей в сигнальныхустройствахсодержитцилиндрическую
электроизоляционную обойму 1, в которой соосно расположены
пьезоэлемент 2, поджатый упорным электроизоляционным винтом 3, ударную пружину 4, боек с наковальней 5, электроизоляционный штифт 6, заделанный жестко в бойке 5 и перемещающейся в Г образном пазу 7 обоймы 1 и в ромбовидном пазу 8 подвижной втулки 9, электроизоляционный регулировочный винт 10, регулирующий величину сжатия ударной пружины 4.
В подвижной втулке 9 ромбовидный паз 8 имеет сквозную прорезь 12 для выхода штифта 6 при снятии подвижной втулки 9 с обоймы 1. Токоведущие элементы 11 соединены с пьезоэлементом 2 и выведены наружу обоймы 1.
Устройство работает следуюш 1м образом.
При движении вниз подвижной втулки 9 грань её ромбовидного паза перемещает вниз штифт 6 по Г - образному пазу 7 обоймы 1, ударная пружина 4 взводится и штифт 6 устанавливается в фиксированное ноложение в обойме 1, устройство готово к срабатыванию. При движении подвижной втулки 9 вверх грань её ромбовидного паза выводит штифт 6 из стопорного положения в спусковое и ударная пружина 4 толкает боёк 5 вверх в направлении наковальни. Ударный импульс от бойка 5 через наковальню
передается пьезоэлементу 2, возбуждая в нем электрическое напряжение.
Возбуждаемое напряжение может регулироваться изменением величины предварительного сжатия ударной пружины 4 с помощью регулировочного винта 10.
Подвижная втулка 9 после срабатывания устройства при необходимости может быть снята с обоймы 1, при этом штифт 6 пройдет через сквозную прорезь 12 в ромбовидном пазу 8. Электрическое напряже1ше от пьезоэлемента 2 выводится из обоймы 1 наружу с помощью токоведупщх элементов 11. При использовании устройства для ршдикации вмешательства и проникновения, например, в спецконтейнер подвижная втулка 9 закрепляется на крышке контейнера, а обойма 1 - на корпусе контейнера. При установке крышки контейнера на его корпус происходит сжатие ударной пружины, при снятии - срабатывание устройства и с помошью полученного импульса высокого напряжения - получение сигнала, о проникновение в спещсонтейнер.
Таким образом предлагаемый пьезогенератор решает поставленную задачу по возбуждению электрических цепей в
сигнальных устройствах и при этом достигается технический результат:
: возможность регулирования возбуждаемого в пьезогенераторе напряжения;
возможность разделеьшя подвижной втулки от обоймы путем свободного вывода в прорезь штифта из подвижной втулки;
возможность подключения к токоведущим элементам различных потребителей.
Используемая литература
1.АвторскоесвидетельствоСССР№735872, М.Кл.Р23д2/34,Р23дЗ/01, опубл. 25.5.80г., автор И.Н. Розанов.
2.Авторское свидельство СССР №526748, М.Кл F23Q5/00, опубл. 13.10.76.г., авторы А.В. Балов, Л.П. Будимов.
3.Авторское свидетельство СССР №817291, М.Кл F02P3/12, G01R31/00, опубл. 30.03.81.Г.