Вібродатчик
Формула / Реферат
1. Вібродатчик, що має два або більше спарених перетворювачів й містить:
укладену в кожух камеру, що містить:
внутрішній об'єм,
поверхню, усі ділянки якої розташовані, власне кажучи, на однаковій відстані від центра камери,
деякий об'єм віброчутливого текучого середовища, власне кажучи, що контактує з зазначеною поверхнею,
два або більше спарених віброчутливих перетворювачів, причому кожен перетворювач кожної з двох або більше пар призначений для взаємодії з щонайменше одним блоком обробки сигналів, при цьому кожен перетворювач додатково має корпус, що містить:
першу торцеву ділянку, другу торцеву ділянку і центральний осьовий сегмент, що проходить в осьовому напрямку через центр корпусу, між першою торцевою ділянкою і другою торцевою ділянкою;
причому перша торцева ділянка функціонально зв'язана з поверхнею камери і містить у собі приймальну ділянку перетворюючого елемента, при цьому щонайменше частина ділянки перетворюючого елемента знаходиться, власне кажучи, у контакті з текучим середовищем;
друга торцева ділянка функціонально зв'язана з кожухом камери;
кожна пара перетворювачів із двох або більше спарених перетворювачів має:
вісь, що проходить через центральний сегмент першого перетворювача;
центр камери; і центральний сегмент другого перетворювача.
2. Вібродатчик за п. 1, який відрізняється тим, що блок обробки сигналів виконує щонайменше одну з двох операцій:
додавання,
віднімання сигналів, які генеруються кожним із двох або більше спарених перетворювачів.
3. Вібродатчик за п. 2, який відрізняється тим, що осі двох або більше спарених перетворювачів лежать в одній площині.
4. Вібродатчик за п. 3, який відрізняється тим, що щонайменше одна перша вісь, що проходить через щонайменше один із двох або більше спарених перетворювачів, має щонайменше одну із наступних властивостей:
вона перпендикулярна,
нахилена під косим кутом відносно щонайменше однієї іншої осі, що проходить щонайменше через одну другу пару перетворювачів.
5. Вібродатчик за п. 4, який відрізняється тим, що зазначені два або більше спарених перетворювачів містять щонайменше третю пару перетворювачів, що має щонайменше одну із наступних властивостей:
вона перпендикулярна,
нахилена,
лежить в одній площині щодо площини щонайменше двох пар перетворювачів, що лежать в одній площині.
6. Вібродатчик за п. 5, який відрізняється тим, що містить щонайменше четверту пару перетворювачів, нахилену під кутом 45 градусів до щонайменше однієї із зазначених пар перетворювачів.
7. Вібродатчик за п. 2, який відрізняється тим, що кожен перетворювач із щонайменше одного із двох або більше спарених перетворювачів має першу торцеву ділянку з деякою площею поперечного перерізу, причому перша торцева ділянка додатково містить у собі підсилювач, що містить:
приймальну ділянку перетворювального елемента, а також опорний елемент, що виступає з корпусу за межі перетворювального елемента,
при цьому опорний елемент має щонайменше одну стінку, що оточує посилююче текуче середовище,
мембрану, прикріплену до опорного елемента,
і відокремлене посилююче текуче середовище,
причому мембрана додатково має ділянку, що контактує з укладеним в камеру текучим середовищем, а площа контактної ділянки, власне кажучи, перевищує поперечний переріз першої торцевої ділянки.
8. Вібродатчик, що має щонайменше одну пару перетворювачів і укладену в кожух камеру, що має:
внутрішній об'єм,
поверхню, усі ділянки якої знаходяться, власне кажучи, на однаковій відстані від центра камери,
деякий об'єм віброчутливого текучого середовища, що знаходиться, власне кажучи, у контакті із зазначеною поверхнею,
одну або більше пар віброчутливих перетворювачів, причому кожен перетворювач призначений для взаємодії з щонайменше одним блоком обробки сигналів, при цьому кожен перетворювач додатково має корпус, що містить:
першу торцеву ділянку з деякою площею поперечного перерізу,
другу торцеву ділянку, функціонально зв'язану з кожухом камери, і
центральний осьовий сегмент, що проходить в осьовому напрямку через центр корпусу між першою торцевою ділянкою і другою торцевою ділянкою,
причому перша торцева ділянка додатково має підсилювач, що містить приймальну ділянку перетворювального елемента, а також опорний елемент, що виступає з корпусу за межі перетворювального елемента, при цьому опорний елемент має щонайменше одну стінку, що оточує посилююче текуче середовище, і мембрану, прикріплену до опорного елемента, і обмежувальне посилююче текуче середовище, причому мембрана додатково має ділянку, що контактує з укладеним в камеру текучим середовищем, при цьому площа контактної ділянки, власне кажучи, перевищує поперечний переріз першої торцевої ділянки,
кожен перетворювач однієї або більше пар перетворювачів містить:
вісь, що проходить через центральний сегмент першого перетворювача,
внутрішній об'єм і центральний сегмент другого перетворювача.
9. Вібродатчик за п. 8, який відрізняється тим, що блок обробки сигналів забезпечує щонайменше одну з двох операцій:
додавання,
віднімання сигналів, які генеруються кожною із щонайменше однієї пари перетворювачів.
10. Спосіб вимірювання вібрації по чотирьох або більше точках, рівновіддалених від центральної точки, усередині камери з текучим середовищем, відцентрованої навколо центральної точки, що містить наступні дії:
вимірюють вібрацію текучого середовища з використанням щонайменше чотирьох перетворювачів, що примикають до поверхні камери, причому
щонайменше два вимірювальних перетворювачі виконують розташованими на першій осі, що проходить через центральну точку, і
щонайменше два вимірювальних перетворювачі виконують розташованими на другій осі, що проходить через центральну точку.
11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що щонайменше два перетворювачі виконують утримуючими підсилювачі.
12. Спосіб виміру вібрації в двох або більше точках, рівновіддалених від центральної точки, у камері з текучим середовищем, відцентрованої навколо центральної точки, що містить наступні дії:
щонайменше два вібровимірювальних елементи виконують сполученими з поверхнею,
підсилюють щонайменше два виміри вібрації в камері з використанням щонайменше двох встановлених у камері посилюючих мембран, і
вимірюють вібрацію текучого середовища з використанням щонайменше двох вимірювальних перетворювачів, причому щонайменше два вимірювальних перетворювачі виконують розташованими на першій осі, що проходить через центральну точку.
Текст
1. Вібродатчик, що має два або більше спарених перетворювачів й містить: укладену в кожух камеру, що містить: внутрішній об'єм, поверхню, усі ділянки якої розташовані, власне кажучи, на однаковій відстані від центра камери, деякий об'єм віброчутливого текучого середовища, власне кажучи, що контактує з зазначеною поверхнею, два або більше спарених віброчутливих перетворювачів, причому кожен перетворювач кожної з двох або більше пар призначений для взаємодії з щонайменше одним блоком обробки сигналів, при цьому кожен перетворювач додатково має корпус, що містить: першу торцеву ділянку, другу торцеву ділянку і центральний осьовий сегмент, що проходить в осьовому напрямку через центр корпусу, між першою торцевою ділянкою і другою торцевою ділянкою; причому перша торцева ділянка функціонально зв'язана з поверхнею камери і містить у собі приймальну ділянку перетворюючого елемента, при цьому щонайменше частина ділянки перетворюючого елемента знаходиться, власне кажучи, у контакті з текучим середовищем; друга торцева ділянка функціонально зв'язана з кожухом камери; кожна пара перетворювачів із двох або більше спарених перетворювачів має: вісь, що проходить через центральний сегмент першого перетворювача; 2 (19) 1 3 90277 4 причому мембрана додатково має ділянку, що контактує з укладеним в камеру текучим середовищем, а площа контактної ділянки, власне кажучи, перевищує поперечний переріз першої торцевої ділянки. 8. Вібродатчик, що має щонайменше одну пару перетворювачів і укладену в кожух камеру, що має: внутрішній об'єм, поверхню, усі ділянки якої знаходяться, власне кажучи, на однаковій відстані від центра камери, деякий об'єм віброчутливого текучого середовища, що знаходиться, власне кажучи, у контакті із зазначеною поверхнею, одну або більше пар віброчутливих перетворювачів, причому кожен перетворювач призначений для взаємодії з щонайменше одним блоком обробки сигналів, при цьому кожен перетворювач додатково має корпус, що містить: першу торцеву ділянку з деякою площею поперечного перерізу, другу торцеву ділянку, функціонально зв'язану з кожухом камери, і центральний осьовий сегмент, що проходить в осьовому напрямку через центр корпусу між першою торцевою ділянкою і другою торцевою ділянкою, причому перша торцева ділянка додатково має підсилювач, що містить приймальну ділянку перетворювального елемента, а також опорний елемент, що виступає з корпусу за межі перетворювального елемента, при цьому опорний елемент має щонайменше одну стінку, що оточує посилююче текуче середовище, і мембрану, прикріплену до опорного елемента, і обмежувальне посилююче текуче середовище, причому мембрана додатково має ділянку, що контактує з укладеним в камеру текучим середовищем, при цьому площа контактної ділянки, власне кажучи, перевищує поперечний переріз першої торцевої ділянки, кожен перетворювач однієї або більше пар перетворювачів містить: вісь, що проходить через центральний сегмент першого перетворювача, внутрішній об'єм і центральний сегмент другого перетворювача. 9. Вібродатчик за п. 8, який відрізняється тим, що блок обробки сигналів забезпечує щонайменше одну з двох операцій: додавання, віднімання сигналів, які генеруються кожною із щонайменше однієї пари перетворювачів. 10. Спосіб вимірювання вібрації по чотирьох або більше точках, рівновіддалених від центральної точки, усередині камери з текучим середовищем, відцентрованої навколо центральної точки, що містить наступні дії: вимірюють вібрацію текучого середовища з використанням щонайменше чотирьох перетворювачів, що примикають до поверхні камери, причому щонайменше два вимірювальних перетворювачі виконують розташованими на першій осі, що проходить через центральну точку, і щонайменше два вимірювальних перетворювачі виконують розташованими на другій осі, що проходить через центральну точку. 11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що щонайменше два перетворювачі виконують утримуючими підсилювачі. 12. Спосіб виміру вібрації в двох або більше точках, рівновіддалених від центральної точки, у камері з текучим середовищем, відцентрованої навколо центральної точки, що містить наступні дії: щонайменше два вібровимірювальних елементи виконують сполученими з поверхнею, підсилюють щонайменше два виміри вібрації в камері з використанням щонайменше двох встановлених у камері посилюючих мембран, і вимірюють вібрацію текучого середовища з використанням щонайменше двох вимірювальних перетворювачів, причому щонайменше два вимірювальних перетворювачі виконують розташованими на першій осі, що проходить через центральну точку. Даний винахід відноситься до вібродатчика, що містить ряд перетворювачів, що контактують з текучим середовищем, що знаходиться в камері датчика. Визначення напрямку дії і/або сили вібрацій дозволяє одержати цінну інформацію в найрізноманітніших областях техніки, наприклад таких, як побудова сейсмограм, прокладка тунелів і виявлення випадків інтрузії. Звичайний вібродатчик, відомий з рівня техніки, містить перетворювач, що контактує з укладеним в камеру текучим середовищем. При коливаннях цього середовища унаслідок вібрацій, що впливають на камеру, перетворювач видає сигнал, одержуваний спеціальним блоком обробки сигналів. Зазначений блок обробки використовує даний сигнал для оцінки вібрацій за їх величиною, або частоті вектору напрямку уздовж осі, що проходить через текуче середовище. Для оцінки вібрацій по декількох осях включають разом або по черзі ряд датчиків, кожний з який має свою окрему вісь, при цьому датчик повертають і/або переміщають щодо вібрації, як це описано в патентах, що нижче перелічуються. Так, у патенті США 4525819 Джон Едуард Хартлі (Hartley, John Edward) пропонує перетворювач сейсмоприймача, частково занурений у текуче середовище і такий, що розпізнає горизонтальні сейсмічні хвилі. У патенті США 4334296 Ернест М. Холл мол. (Hall Jr., Ernest M.) пропонує сейсмоприймач, що містить наповнену текучим середовищем камеру, на гнучких верхній і нижній стінках яких змонтовані перетворювачі. Використовують ряд сейсмоприймачів, що дозволяють одержати вихідні сигнали, 5 які залежать від напрямку переміщень земної поверхні. У заявленому винаході розкритий вібродатчик, що одночасно виробляє вихідні сигнали по декількох осях вібрації і що має кожух, що передає вібрацію і що оточує камеру, яка містить текуче середовище і має поверхню, власне кажучи, що контактує з текучим середовищем. Відповідно до типового варіанта здійснення, датчик додатково містить два або більше спарених віброперетворювача, установлені навколо камери, кожний з який має корпус, що містить перший торець, другий торець і центральний осьовий сегмент між першим і другим торцями, що проходить через центр корпуса, причому кожен корпус має канал зв'язку, взаємодіючий із блоком обробки сигналів. Перший кінець кожного перетворювача функціонально зв'язаний з кожухом. Другий кінець кожного перетворювача має перетворювальний елемент, функціонально зв'язаний з текучим середовищем, що знаходиться в камері. Відповідно до типового варіанта здійснення, перша пара перетворювачів і друга пара перетворювачів попарно з'єднані навколо камери таким чином, що перша вісь проходить через перший перетворювач кожної пари, центр камери і другий перетворювач кожної пари, при цьому перша і друга пари перетворювачів видають інформацію про вібрацію, що надходить з центра камери. Відповідно до типового варіанта здійснення, осі, що проходять через першу і другу пари перетворювачів, лежать в одній площині і перпендикулярні один одному. Застосовуване тут поняття "осі, що лежать в одній площині" відноситься до таких осей, що проходять по одній плоскій поверхні. Відповідно до типового варіанта здійснення, датчик містить, щонайменше, третю вісь, на якій знаходиться пара перетворювачів, спарених аналогічно першій і другій парам перетворювачів. Опційно, щонайменше три з трьох осей, що проходять через пари перетворювачів, перпендикулярних один одному, характеризуючи тими самими вібраціями по осях Χ, Υ і Z. Відповідно до іншого типового варіанта здійснення, кожен перетворювач у складі, щонайменше, однієї пари перетворювачів містить підсилювач для посилення вібрацій. Додатково в заявленому винаході розкритий спосіб виміру вібрації з використанням щонайменше однієї першої пари і щонайменше однієї другої пари перетворювачів. Застосовуваний тут термін "текуче середовище" означає "безупинну аморфну субстанцію, що демонструє тенденцію до течії і приймаючу форму ємності, у яку вона поміщена" (Word Web © 2005), і відноситься до будь-якої рідини або зваженому в рідині порошку, що представляє собою інертну масу, яка реагує на вібрації. Застосовуваний тут термін «вібрація» відноситься до реакції текучого середовища, що знаходиться в камері, на коливання, що відбуваються поза камерою або рух, що зароджуються, серед інших джерел, у механічних або геологічних сис 90277 6 темах, при цьому тиск, обумовлений вібрацією текучого середовища, що знаходиться в камері, може бути обміреним по частоті і по амплітуді. ("Harris’1 Shock and Vibration Handbook", [Довідник з ударних і вібраційних навантажень] Fifth Edition; Edited by Cyril Μ. Harris and Allan G. Piersol). Застосовуваний тут термін "перетворювач" відноситься до пристрою, що перетворить тиск ударного або коливального руху в оптичний, механічний або електричний сигнал, пропорційний одному або більше числу параметрів руху. Застосовуваний тут термін «перетворювальний елемент» відноситься до частини перетворювача, що забезпечує перетворення тиску коливального руху в який-небудь сигнал. (Там же). Таким чином, розкриті вібродатчик і спосіб виміру вібрацій, при цьому датчик має два або більше спарених перетворювачі, зазначений датчик містить укладену в кожух камеру, а сама камера має центр, поверхню, усі ділянки якої відстоять, власне кажучи, на однакову відстань від центра камери, і деякий об'єм віброчуттєвого текучого середовища, власне кажучи, що контактує з поверхнею. Датчик додатково містить дві або більше пар віброчуттєвих перетворювачів, причому кожен перетворювач кожної з двох або більше пар призначений для взаємодії з щонайменше одним блоком обробки сигналів. Кожен перетворювач має корпус, що містить першу торцеву ділянку, другу торцеву ділянку і центральний осьовий сегмент, що проходить в осьовому напрямку через центр корпуса, між першою торцевою ділянкою і другою торцевою ділянкою. Перша торцева ділянка функціонально зв'язана з поверхнею камери і містить прийомну ділянку перетворювального елемента, причому, щонайменше, частина ділянки перетворювального елемента знаходиться, власне кажучи, у контакті з текучим середовищем. Друга торцева ділянка функціонально зв'язана з кожухом, причому кожна пара перетворювачів із двох або більше пар перетворювачів має вісь, що проходить через центральний сегмент першого перетворювача, центр камери і центральний сегмент другого перетворювача. Опційно, блок обробки сигналів виконує щонайменше одну з двох операцій: додавання і віднімання сигналів, генеруємих кожною з, щонайменше, двох пар перетворювачів. Відповідно до типового варіанта здійснення, осі двох або більше пар перетворювачів розташовані в одній площині, причому щонайменше одна перша вісь, що проходить через щонайменше одну першу пару перетворювачів, володіє щонайменше одним із наступних властивостей: вона або перпендикулярна, або проходить під косим кутом відносно, щонайменше однієї другої осі, що проходить через щонайменше одну другу пару перетворювачів. Відповідно до іншого рішення, щонайменше дві пари перетворювачів містять щонайменше третю пару перетворювачів, причому, щонайменше, одна третя пара перетворювачів володіє щонайменше одним із наступних властивостей: 7 вона лежить в одній площині і нахилена щодо площини щонайменше двох лежачих в одній площині пар перетворювачів, а вісь щонайменше однієї третьої пари перетворювачів перпендикулярна площини щонайменше двох пар перетворювачів. Опційно, щонайменше, три пари перетворювачів містять щонайменше четверту пару перетворювачів, нахилену під кутом 45 градусів до двох або більше осей, що лежать в одній площині. Опційно, кожен перетворювач, щонайменше, однієї пари перетворювачів містить підсилювач. В одному із аспектів заявленого винаходу розкритий вібродатчик, що має один або більше спарених перетворювачів, причому зазначений датчик має укладену в кожух камеру, а сама камера має центр, поверхню, усі ділянки якої відстоять, власне кажучи, на однакову відстань від центра камери, і деякий об'єм віброчуттєвого текучого середовища, власне кажучи, що контактує із зазначеною поверхнею. Відповідно до типового варіанта здійснення, заявлений винахід додатково розкриває одну або більше пари віброчуттєвих перетворювачів, причому кожен перетворювач призначений для взаємодії із щонайменше одним блоком обробки сигналів, при цьому кожен перетворювач додатково має корпус з першою торцевою ділянкою, що має деяку площу поперечного перерізу, другою торцевою ділянкою і центральним осьовим сегментом, що проходить по осі між першою торцевою ділянкою і другою торцевою ділянкою. Перша торцева ділянка, що включає в себе прийомну ділянку перетворювального елемента і підсилювач, містить опорний елемент, що виступає з корпуса за межі перетворювального елемента, причому опорний елемент має одну або більше стінок, що охоплюють посилююче текуче середовище і мембрану, що прикріплена до опорного елемента і відгороджує посилююче текуче середовище, причому мембрана додатково має ділянку, що знаходиться в контакті з укладеним в камеру текучим середовищем, і площа цієї контактної ділянки, власне кажучи, перевищує поперечний перетин першої торцевої ділянки. Друга торцева ділянка функціонально зв'язана з кожухом, а кожна пара перетворювачів з однією або більше парами перетворювачів має вісь, що проходить через центральний сегмент першого перетворювача, центр камери і центральний сегмент другого перетворювача. Один із аспектів заявленого винаходу додатково розкриває спосіб виміру вібрації по чотирьох або більше рівновіддалених точках, що включає етапи центрування поверхні камери навколо центральної точки, заповнення камери текучим середовищем і виміру вібрації текучого середовища щонайменше по чотирьох контрольних точках, пов'язаних з поверхнею камери, причому щонайменше дві контрольні точки розташовані по першій осі, що проходить через центральну точку, і, щонайменше, дві контрольні точки розташовані по другій осі, що проходить через центральну точку. Опційно, дві або більше із щонайменше чотирьох контрольних точок містять перетворювачі, постачені підсилювачами. 90277 8 Один із аспектів заявленого винаходу розкриває спосіб виміру вібрації в двох або більше рівновіддалених точках, що включає центрування поверхні камери навколо центральної точки, розміщення текучого середовища усередині зазначеної поверхні, установку примикающих до зазначеної поверхні двох або більше елементів для виміру вібрації, установку підсилювача на два або більше вібровимірювальних елементи і вимір вібрації текучого середовища в щонайменше двох контрольних точках, що примикають до поверхні камери, причому щонайменше дві контрольні точки розташовані на осі, що проходить через центральну точку. Нижче розкриті деякі типові, що не мають обмежувального характеру, варіанти здійснення винаходу, з посиланнями на прикладені креслення. На цих кресленнях однакові і подібні конструкції, елементи або їхні частини, що зустрічаються більш, ніж на одному кресленні, позначені на відповідних кресленнях, як правило, тими самими або подібними позиціями. Розміри компонентів і об'єктів, показані на кресленнях обрані, головним чином, з розумінь зручності і ясності представлення, при цьому дотримання визначеного масштабу не є обов'язковим. На зазначених кресленнях: Фіг.1 являє собою схематичне зображення системи вібродатчика відповідно до одних з варіантів здійснення винаходу; Фіг.2 - докладне зображення з просторовим поділом деталей вібродатчика за Фіг.1 відповідно до одного з варіантів здійснення; Фіг.3 - зображення датчика тиску з посилюючою мембраною відповідно до одного з варіантів здійснення. На Фіг.1 схематично зображений один із типових варіантів виконання вібродатчика 100, що містить центральну, власне кажучи, сферичну камеру 150, що має сферичну поверхню 154 і центр 156. Камера 150 містить деякий об'єм текучого середовища 152 і оточена кожухом 100, виконаним з матеріалу, здатного передавати вібрації від зовнішнього простору 112 до текучого середовища 152, наприклад, металу і/або пластику. Відповідно до типового варіанта здійснення, камера 150 має шість отворів, розташованих трьома парами по кожній із трьох осей 172, 182 і 192. Перший отвір 170 і другий отвір 176 містять кожен по центральному осьовому сегменту, власне кажучи, що знаходиться на одній осі з віссю X 172, що проходить через центр 156. Третій отвір 180 і четвертий отвір 186 містять кожен по центральному осьовому сегменту, власне кажучи, що знаходиться на одній осі з віссю Υ 182, що проходить через центр 156. П'ятий отвір 190 і шостий отвір 196 містять кожен по центральному осьовому сегменту, власне кажучи, що знаходиться на одній осі з віссю Ζ 192, що проходить через центр 156. У кожному з отворів 170, 176, 180, 186, 190 і 196 закріплено (наприклад, за допомогою клею) по перетворювачу 160 вібраційного тиску, що містить перетворювальний елемент 162, власне кажучи, що сприймає тиск, обумовлений минаючою через 9 камеру 150 вібрацією текучого середовища 152, і чуттєвий до зазначеного тиску. Відповідно до типового варіанта здійснення, блок 102 обробки сигналів приєднаний до кожного перетворювача 160 за допомогою двопровідних кабелів 174, 184 і 194. Кабелі 174 для осі X з'єднують блок 102 обробки з перетворювачами 160, встановленими в отворах 170 і 176, кабелі 184 для осі Υ з'єднують блок 102 обробки з перетворювачами 160, встановленими в отворах 180 і 166, а кабелі 194 для осі Ζ з'єднують блок 102 обробки з перетворювачами 160, встановленими в отворах 190 і 196. Опційно, кабелі 174, 184 і 194 містять, наприклад, чотири електропроводи, причому два проводи з'єднані з кожним перетворювачем 160. Застосовуваний тут термін "перетворювач 160" відноситься до будь-якого, активного або пасивного перетворювача, сигнал від якого можна охарактеризувати через напругу, амплітуду струму, частоту або фазу. Активні перетворювачі 160 генерують електричні сигнали на базі енергії, одержуваної від вимірюваного фізичного процесу, і можуть являти собою перетворювачі 160 п'єзоелектричного й індуктивного типу. Пасивні перетворювачі вимірюють вплив фізичного процесу на електричний питомий опір, ємність або індуктивність і можуть являти собою перетворювачі 160 резистивного, ємнісного, індуктивного й оптоелектронного типу, наприклад електретні конденсатори, а також схеми з дротової котушки і магніту Відповідно до іншого рішення, кабелі 174, 184 і 194 містять хвилеводи і перетворювачі 160, що передають хвильові сигнали, наприклад, на частотах інфрачервоного діапазону. Відповідно до інших варіантів здійснення, кожен перетворювач виробляє безпровідний сигнал, що надходить у приймач 102. Відповідно до типового варіанта здійснення, блок 102 обробки сигналів реєструє інформацію, одержувану з виходу кожного окремого перетворювача 160, і виконує обробку і/або аналіз сигналу або в процесі цієї реєстрації, або після її з застосуванням будь-якого методу аналізу сигналів з безлічі відомих з рівня техніки. Наприклад, блок 102 обробки підсумовує або віднімає сигнали, що надходять від кожної групи з двох перетворювачів 160, розташованих по осях X - 172, Υ - 182 і/або Ζ - 192, забезпечуючи тим самим посилення або ослаблення сигналів і/або усунення зовнішніх шумів від дифузійної вібрації, при цьому шуми від дифузійної вібрації зв'язані з вібраціями з однаковою амплітудою і фазою, що надходять із усіх напрямків. Потім результуючу сигнальну інформацію, що надходить із осей Х-172, Υ-182 і Ζ-192, обробляють за допомогою блоку обробки 102 з метою охарактеризувати тривимірний стан енергетичного стану текучого середовища 152 біля центру 156 по осях Х-172, Υ-182 і/або Ζ-192. Завдяки такій оцінці одержують, наприклад, інформацію про частоту й амплітуду, у результаті чого з'являється можливість використовувати один датчик 100 замість декількох датчиків, застосовуваних у рівні техніки, 90277 10 кожний з який здійснює реєстрацію тільки по одній осі. На Фіг.3 показаний типовий варіант здійснення, відповідно до якого в конструкцію перетворювача 160 внесені зміни, спрямовані на посилення чутливості до слабких сигналів. Такий модифікований перетворювач 160 містить підсилювач 200, що містить, власне кажучи, тверду конічну стінку 230 з мембраною 220 для посилення вібрації, що має значну площу поверхні. Стінка 230, мембрана 220 і перетворювальний елемент 262 обмежують деякий об'єм стисливого посилюючого текучого середовища 210 (наприклад, газу). Вплив тиску кожного вібраційного коливання на мембрану 220, викликає деформацію мембрани 220, причому тиск текучого середовища 210 зворотньо пропорційний змінам об'єму відповідно до наступної формули: V P1 P0 0 , де V1 Р0 -тиск, що діє на мембрану 220; Р1 - тиск, обмірюваного перетворювальним елементом 262; V0 - об'єм текучого середовища 210 перед впливом тиску Р0; V1 - об'єм текучого середовища після впливу тиску Р0. Виходячи з приведеної вище формули, тиск від вібрації на мембрану 220 приводить до підвищення тиску від вібрації, що діє на перетворювальний елемент 262, при цьому результуючий сигнал сприяє, наприклад, тому, щоб блок 102 обробки міг виділити слабкі сигнали з фонового шуму. Можливі конструкції вібродатчика 100 не обмежуються представленими тут варіантами - навпроти, їх можна видозмінювати найрізноманітнішими способами. Так, наприклад, можна передбачити особливі конфігурації датчика 100 у розрахунку на безліч конкретних умов застосування, добре відомих фахівцям. Нижче як приклади приводяться лише кілька таких модифікацій. Відповідно до одного з варіантів здійснення, кожух 110 має верхню частину 142, нижню частину 144 і середню частину 140. Відповідно до іншого варіанта, кожух 110 виконаний у вигляді єдиної деталі з використанням, наприклад, технології інжекційного формування. Як показано на кресленні, отвори 170 і 176, що знаходяться на осі X, а також отвори 180 і 186, що знаходяться на осі Y, розташовані в середній частині 140, що тоді отвір 190, що знаходиться на осі Z, розташований у верхній частині 142, а отвір 196, що знаходиться на осі Ζ - у нижній частині 144. Передбачені також додаткові пари отворів (не показані), що дозволяють видавати в блок 102 обробки сигналів додаткову сигнальну інформацію. Додатково або альтернативно передбачена конструкція, у якій три або більше осі 172, 182 і 192 можуть проходити через отвори 170, 176, 180, 196, 190 і 196 під різними кутами в залежності від конкретних умов застосування. При необхідності виявлення вібрацій, що виникають на відстані (на 11 приклад, у заглиблених трубопроводах подачі води), доцільно виконати датчик 100 з декількома осями, кожна з який проходить від верхньої частини 142 до нижньої частини 144 під кутами від 0 до 90 градусів. Відповідно до іншого варіанта, датчик 100 може містити дві пари перетворювачів, установлюваних по осях Х-172 і Υ-182, що додає велику чутливість до сигнальної інформації, подаваної в блок 102 обробки сигналів. Отвори 170, 176, 180, 196, 190 і 196 разом з відповідними перетворювачами 160 повідомляються з зовнішнім простором 112, забезпечуючи, у сполученні зі згаданим вище клеєм, герметизацію камери 150. Відповідно до іншого варіанта, перетворювачі 160 змонтовані на внутрішній поверхні камери 150 або вмонтовані в кожух 110, унаслідок чого перетворювальні елементи 162 виявляються зануреними в поверхню 154. На Фіг.2 датчик 100 показаний із просторовим поділом складених компонентів, при цьому він містить верхню стискальну прокладку 132, розміщену між верхньою частиною 142 і середньою частиною 140, а також нижньої стискальний прокладкою 134, розміщеної між середньою частиною 140 і нижньою частиною 144. Прокладки 132 і 134 виконані, наприклад, із стискального і/або гнучкого матеріалу типу гуми, завдяки чому у випадку, коли через кути частин 140, 142 і 144 пропущені вертикально встановлені болти (не показані), прокладки 132 і 134 будуть стискуватися, забезпечуючи при цьому герметизацію текучого середовища 152, що знаходиться в камері з ізоляцією її від зовнішнього простору 112. Додатково або альтернативно передбачено, що прокладки 132 і 134 мають верхню і нижню поверхні, що приклеюються до прилягаючих поверхням частин 140, 142 і 144, що сприяє кращій герметизації камери 150. Показані тут перетворювачі 160 мають циліндричний поперечний переріз. Однак відповідно до інших варіантів, їхній поперечний переріз може також мати прямокутну, еліптичну або іншу форму в залежності, зокрема, від типу перетворювача 160 і/або області застосування. Крім того, склад текучого середовища 152 змінюється в залежності від властивостей інертної маси, необхідних у даних конкретних умовах застосування. Так, наприклад, у деяких ситуаціях потрібно використання текучого середовища 152 з 90277 12 високою щільністю на зразок рідкої ртуті. Для інших областей застосування найкраще використовувати частки, наприклад, у вигляді металевого порошку, використовуваного або самостійно ж у суспензії в текучому середовищі 152, причому численні різновиди цього текучого середовища відрізняються особливими характеристиками, що добре відомі фахівцям у даній області техніки. У деяких варіантах здійснення заявленого винаходу текуче середовище 152 практично заповнює весь об'єм камери 150, тоді як в інших випадках ця камера заповнена лише частково. Так, наприклад, у ряді ситуацій текуче середовище заповнює камеру на 90% її об'єму, завдяки чому це середовище має можливість розширюватися внаслідок прогнозованих температурних флуктуацій. У деяких варіантах здійснення заявленого винаходу камера 150 має поверхню 154, що є, власне кажучи, сферичною, у той час як в інших варіантах ця поверхня являє собою кілька плоских пересічних поверхонь, наприклад, у вигляді чотиригранника. Фахівцям добре відомі найрізноманітніші області застосування і можливі варіанти виконання датчика 100, наприклад, для виявлення відбитих сейсмічних хвиль або енергії, що надходить на космічну станцію, або для прокладки тунелів. Незважаючи на те, що заявлений винахід був розкритий вище стосовно до обмеженого числа варіантів здійснення, повинно бути зовсім зрозумілим, що існує безліч змін, модифікацій і областей застосування для даного винаходу. Крім того, можливе складання різних поєднань елементів і/або застосування їхніх різних модифікацій, так само як використання окремих елементів, при цьому подібні, а також інші очевидні для фахівців зміни і модифікації не виходять за межі об'єму винаходу, розкритого в прикладеній формулі винаходу. Застосовані тут поняття "включати"», "містити" і "мати", а також їхні різні дієслівні форми варто розуміти в змісті "включаючи, але не обов'язково обмежуючись цим". Для фахівців у даній області техніки зовсім очевидно, що даний винахід не обмежується описаним вище, при цьому обсяг його правової охорони визначений тільки нижченаведеною формулою винаходу. 13 90277 14 15 Комп’ютерна верстка А. Рябко 90277 Підписне 16 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюVibration detector
Автори англійськоюGan Livne, Mikan Sever-Joan, Nachom Ljor
Назва патенту російськоюВибродатчик
Автори російськоюГан Ливне, Микан Север-Йоан, Начом Лиор
МПК / Мітки
МПК: G01N 29/00
Мітки: вібродатчик
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-90277-vibrodatchik.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Вібродатчик</a>
Попередній патент: Мембрана, що містить інтегрований проникний канал
Випадковий патент: Пристрій для подачі піску в зону контакту колеса з рейкою