ПЬЕЗОДАТЧИК
PIEZO TRANSDUCER

Изобретение относится к ракетно-космической технике и предназначено для регистрации факта ударного воздействия высокоскоростных частиц космического мусора на космический аппарат (КА). Датчик размещается на обшивке корпуса КА и имеет минимальные габаритно-массовые параметры. В качестве прототипа принят датчик, конструктивная схема которого приведена в научно-техническом отчете ФГУП ЦНИИмаш №851-2111/06-2.8-105-15/07 дсп (см. фиг.1). На фиг.1 обозначено: 1 - пьезоэлемент, 2 - керамическая пластинка с нанесенным слоем серебра, к которой электропроводным клеем приклеен пьезоэлемент 1, 3 - корпус, 4 - фольговые проводники, 5 - опорный буртик для платы 6, 7 - сдвоенные электроды, 8 - провод, соединяющий корпус 3 с оплеткой кабеля 10, 9 - припаянные к сдвоенным электродам 7 жилы кабеля 10, 10 - кабель, 11 - клей, фиксирующий положение деталей в корпусе 3 датчика.
Как видно из приведенной на фиг.1 схемы, сборка элементов датчика осуществляется внутри его корпуса, что вызывает определенные трудности, учитывая реальный внутренний диаметр корпуса датчика (~10 мм). Указанный недостаток устранен в предлагаемом датчике, конструктивная схема которого приведена на фиг.2, где обозначено:
1 - пьезоэлемент, 2 - керамическая пластинка с серебряным покрытием, к которому электропроводным клеем приклеен пьезоэлемент 1, 3 - корпус, 4 - фольговые проводники, 5 - плата, 6 - упор для платы, 7 - сдвоенные электроды, 8 - отрезки проводов, соединяющие жилы кабеля 12 со сдвоенными электродами 7, 9 - втулка с внутренним диаметром, соответствующим диаметру кабеля по оплетке, 10 - штифты, установленные в плате 5 с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси и фиксирующие расстояние от пластинки 2 до платы 5, 11 - клей, фиксирующий положение элементов датчика после их монтажа в корпусе 3, 12 - кабель.
Сборка между собой элементов предлагаемого датчика осуществляется вне корпуса. Собранные элементы вставляются в корпус с нижней его стороны до упора пластинки 2 в посадочное место, после чего пластинка 2 завальцовывается по периметру. При этом пластинка 2, упираясь в штифты 10, прижимает плату 5 до контакта ее с упором 6. Это становится возможным благодаря тому, что первоначально штифты выдвинуты из платы на длину, несколько превышающую расстояние от пластинки 2 до платы 5, и при контакте платы с упором 6 штифты вдвигаются в плату, пока их длина не станет равной расстоянию между платой 5 и пластинкой 2. После этого пространство между платой и пластинкой с пьезоэлементом заполняется клеем, штифты после заливки клеем могут быть удалены. Концы проводов 8 выводятся наружу через отверстие на боковой поверхности корпуса 3. В отверстие вставляют втулку 9. Для подсоединения кабеля 13 втулку 9 надвигают на кабель, а после спайки жил кабеля с концами проводов 8 втулку вновь вставляют в отверстие, закрывая тем самым место соединения проводов, и припаивают ее к корпусу и к оплетке кабеля. Затем заполняют клеем остальной внутренний объем корпуса 3 и закрывают корпус крышкой.
Сравнительный анализ предлагаемого датчика (фиг.2) и прототипа (фиг.1) показывает, что сборка элементов датчика между собой для предлагаемого датчика в отличие от прототипа может осуществляться вне его корпуса, чем существенно упрощается процесс сборки таких датчиков, учитывая их реальные внутренние размеры (d≈10 мм).