Вібраційний датчик
Винахід відноситься до вібровимірювальної техніки та призначене для використання в пристроях тривожної сигналізації об'єктів та захисту машин від механічних навантажень. Датчик жорстко кріпиться до контрольованого об'єкта (КО) горизонтально та реагує на прискорення, що діють на КЗ у горизонтальному напрямку. З метою розширення області застосування датчика нижній контакт (НК) 3 та верхній контакт (ВК) 4 виконані у формі шайби, причому опорна поверхня ВК виконана у вигляді поглиблення конічної форми, а опорна поверхня НК виконана у вигляді поглиблення сферичної форми. Електропровідна кулька 8 вільно розташовується в поглибленні ПК. Коли амплітуда або частота коливань КЗ перевищить допустиму величину, кулька 8 зміщується від центру поглиблення ПК, стосується ВК і замикає електричний ланцюг. Плавне регулювання чутливості датчика здійснюється зміною відстані між ВК та ПК. Захист НК, кульки та ВК від механічного зносу в період відсутності потреби у користуванні датчиком здійснюється легким затисканням кульки між НК та ВК. 1 іл.
Винахід відноситься до вібровимірювальної техніки та призначене для використання в пристроях тривожної сигналізації та захисту машин від механічних навантажень.
Відомий вібраційний пороговий датчик, що складається з корпусу, кришки, двох контактів, сферичного елемента (кульки) та магніту. Недоліком датчика є мінімальний діапазон дії.
Відомий також вібраційний пороговий датчик, який включає самі елементи, що і вищеописаний датчик, але має додаткові пристрої, що дозволяють регулювати величину діапазону прискорень спрацьовування. Його недоліки є складність регулюючих пристроїв, необхідність періодичного підстроювання датчика на задану межу спрацьовування внаслідокрозмагнічування постійного магніту за умов вібраційних навантажень.
У вищевказаних датчиках одна контактна поверхня (нижня, що служить опорою для кульки) виконана у вигляді горизонтально розташованого диска, а інша (верхня) має форму порожнистого конуса. Таке виконання контактних поверхонь не дає змоги без додаткових складних пристроїв плавно регулювати широкий діапазон прискорень спрацьовування датчика.
Найбільш близьким за технічною сутністю і досягається результатом до винаходу є датчик нахилу (крену) кузова. Він складається з корпусу, прозорої кришки, сферичного елемента (кульки), двох контактів, один з яких (нижній, що служить опорою для кульки) виконаний у вигляді порожнистого конуса, а інший (верхній) має форму кільця. Таке виконання контактних поверхонь не дозволяє плавно регулювати широкий діапазон прискорень спрацьовування датчика.
Недоліками даного датчика є дискретне регулювання його чутливості на прискорення, що впливають, пов'язана з попередньою повною розбіркою датчика, заміною нижнього контакту і відповідно до нього конфігурації корпусу, а також відсутність захисту від механічного зносу нижнього і верхнього контактів і електропровідної поверхні кульки в період відключення датчика від електричної схеми.
Метою винаходу є розширення області застосування датчика за рахунок забезпечення плавного регулювання його чутливості у широкому діапазоні прискорень спрацьовування.
Мета досягається тим, що корпус з кришкою поміщений інерційний сферичний елемент у вигляді кульки з електропровідного матеріалу, опорою для якого служить нижній контакт, виконаний у формі шайби, причому опорна поверхня для кульки в ньому виконана у вигляді увігнутої нелінійчастої поверхні(наприклад, у вигляді поглиблення сферичної форми), лінією перетину якої з вертикальною площиною є плавна крива, що відповідає одній певній математичній формулі (наприклад, у = х 2 де х - абсцисса - будь-яке дійсне число, а у 0 - ордината в прямокутній системі координат), тому що в залежності від поставленого завдання форма нижнього контакту може бути такою, що чутливість датчика буде найвищою при малих вібраціях і найменшою при великих вібраціях і навпаки, а верхній контакт виконаний у вигляді шайби, причому опорна поверхня його виконана у вигляді поглиблення конічної форми. Верхній та нижній контакти розміщені у корпусі співвісно.
Порівняльний аналіз з прототипом показує, що заявлений датчик відрізняється від прототипу формами верхнього і нижнього контактів, що дозволяють плавно змінювати відстань між нижнім і верхнім контактами, а отже, і проводити плавне регулювання порога спрацьовування датчика. Таким чином, заявлений датчик відповідає критерію винаходу "новизна".
Не виявлені за відомими джерелами інформації технічні рішення або ознаки, подібні до ознак відмітної частини формули, що дозволяє зробити висновок про відповідність критерію "суттєві відмінності".
На кресленні показаний датчик у розрізі.
Датчик містить корпус 1 і кришку-ручку 2. У корпус 1 поміщені нижній контакт 3, виконаний у формі шайби з поглибленням у вигляді сферичної форми, з'єднаний з корпусом 1 за допомогою різьбового з'єднання, верхній контакт 4, виконаний у формі шайби з поглибленням у вигляді конічної форми з сальниковим ущільненням 5, електропровідна втулка 6 з різьбленням, жорстко з'єднана з корпусом 1 і відокремлена від нижнього контакту 3 діелектричною прокладкою 7. Інерційний елементвигляді шаpика 8 вільно розташовується на контакті 3. Контакти мають висновки 9 і 10. Останній, з'єднаний з втулкою 6 через різьбове з'єднання, постійно контактує з верхнім контактом 4. Регулювальна кришка-ручка 2 жорстко з'єднана з контактом 4. Датчик кріпиться до контрольованого об'єкта 1 за допомогою гвинтів 12.
Датчик працює в такий спосіб.
Під дією власної ваги кулька 8 фіксується в центрі поглиблення контакту 3. Коли амплітуда або частота коливань контрольованого об'єкта перевищить допустиму величину, кулька 8 зміщується від центру, що стосується контакту 4 і замикає електричний ланцюг. При усуненні на об'єкт зовнішніх сил, що викликають граничне коливання, кулька 8 повертається у вихідне положення, тобто датчик автоматично переналагоджується. Датчик може працювати у будь-якому діапазоні інерційних впливів. Плавне регулювання порога спрацьовування здійснюють поворотом кришки-ручки 2 на відповідний кут. Змінюючи відстань між контактами 4 та 3, плавно змінюють величину прискорення.
Корпус 1 і кришка-ручка датчика 2 можуть бути виготовлені з пластмаси, а кулька 8 - з будь-якого матеріалу з струмопровідним покриттям, наприклад кульки - відходи шарикопідшипникових заводів, що не відповідають встановленим полям допусків. З метою продовження терміну служби датчика контактні поверхні бажано покрити матеріалом, що має високу електропровідну властивість, наприклад срібло. Захист контактів датчика від механічного зносу в період відсутності потреби в користуванні ним здійснюють легким затисканням кульки 8 між нижнім 3 і 4 верхнім контактами. При використанні датчика у вібровимірювальній техніці верхню поверхню кришки-ручки 2 можна відградувати на граничні прискорення по приладах тарування. Обертовавідградуйовану кришку-ручку датчика з підведеною напругою до електродів 9 і 10, можна дізнатися, яке прискорення діє на датчик в даний момент, не відключаючи датчик від мережі, тобто новий позитивний ефект - оборотність використання датчика, тобто спрацьовування датчика при досягненні граничного прискорення та визначення прискорення, що діє датчик.
Металообробка конічної поверхні верхнього електроконтакту 4 відрізняється простотою, оскільки порожнистий конус можна зробити одним свердлом за один прохід.
Датчик можна використовувати не тільки для захисту машин від механічних перевантажень (наприклад, сепараторів для освітлення пива), але і в пристроях протиугінних транспортних засобів, так як захист електроконтактів 3 і 4 "працює" і при відхиленні положення датчика від горизонтального положення.
Запропонований датчик універсальний, область застосування розширена за рахунок забезпечення плавного регулювання його чутливості в широкому діапазоні прискорень спрацьовування. Змінюючи відстань між нижнім і верхнім контактами, можна в широкому діапазоні плавно змінювати величину прискорення, при якій датчик спрацьовує без попередньої його розбирання. Датчик простий у виготовленні, мініатюрний, надійний та зручний в експлуатації, захищений від теплових, акустичних, атмосферних (за наявності сальникового ущільнення) та магнітних (якщо матеріал кульки не феромагнетик) впливів, працездатний у широкому діапазоні температур та прискорень. (56) Дробниця Н. А. Електронні пристрої для радіоаматорів. М.: Радіо та зв'язок, 1985, с. 32, 33.
ВІБРАЦІЙНИЙ ДАТЧИК , що містить корпус, в якому співвісно розташовані верхній і нижній контакти, між якими розміщений сферичний елемент з електропровідного матеріалу, у верхній частині корпусу розміщена зможливістю переміщення кришка, верхній контакт з'єднаний з кришкою, а нижній контакт - з корпусом, який відрізняється тим, що, з метою розширення області використання датчика, нижній і верхній контакти виконані у формі шайби, причому опорна поверхня верхньої поверхні. а опорна поверхня нижнього контакту виконана у вигляді поглиблення сферичної форми.