160565. lajstromszámú szabadalom • Rezgést vagy nyomásváltozást értékelő membrános készülék

160565 A találmány szerinti érzékelő készülék újszerű kialakítása a következő felismeréseken alapul: A piezoelektromos érzékelő készüléket érzékenyebbé, felépítését egyszerűbbé, gyártását olcsóbbá lehet tenni, ha a piezoelektromos érzékelő elemet egyik lapjával a készülék membránjának belső felére fektetjük és vagy teljes felületével vagy annak legalább egy részével membránra felragasztjuk vagy felforraisztjuk. Így a piezoelektromos érzékelő étem a membrán mtaden elmozdulását, illetve alakváltozását maradéktalanul átveszi és -elkerülhetők- azok a veszteséglek és jeltorzulások, melyeiket az; eddig alkalmazott csataló mechanizmusok súrlódásai és tehetetlenségei okoztak. Ez intézkedés következtében az érzékelés hatásfoka jelentősen javítható. Nagy előnye a piezoelektromos érzékelő elem találmány szerinti rögzítési és csatolási módjának az lis, hogy helyigénye ezáltal sokkal kisebb, mint az ismert megoldásoknak. Az érzékelő készülék házában ilyen módon felszabaduló helyre, be lehet építeni pl. egy erősítőt, s ezzel megszüntethető — célszerű kialakítás esetén — a piezoelektromos érzékelők azon hátrányos tulajdonsága, hogy a kimenetük nagy impedanciás. A beépített erősítőnek célszerűen nagy .áraímerősítóssel, nagy bemeneti impedanciával és kis kimeneti impedanciával kell rendelkeznie. E oélra megfelel pl. egy többfokozatú Darlington (kapcsolású erősítő is, melynek alkalmazásából további előnyök is származnak. Az erősítő utolsó tranzisztorának emitter ellenállásait ugyanis nem szükséges feltétlenül az érzékelő készülék házában elhelyezni, hanem attól akár többszáz méter (távolságban is lehet, mivel. az erősítő utolsó tranzisztorának emitterét a kihelyezett ellenállással összekötő kábel minden pontja kis impedanciás, ezért ide egyszer, egyenes, árnyékolt kábel is megfelel. Az összekötő kábel ugyanazon vezetékén a kimenőjelek és aj. erősítő tápfeszültsége is továbbítható, ha az erősítő áramforrása a kihelyezett emitter ellenállás közelében van elhelyezve. E megoldással elérhető, hogy a kábel kapacitás többé nem okoz a magasabb frekvenciák .átvitelében veszteségektet, és ezért a frekvencia átvitel egyenletes lesz. Ha a találmány szerinti érzékelő készülék beépített erősítőt is tartalmaz, akkor minden 'nagy impedanciás pontja az érzékelő készülék házának belsejében helyezkedik.el, tehát a külső zavaró terek hatása ellen teljes védelmet lehet nyújtani azáltal, ha (az, érzékelő készülék házát és membránját fémből készítjük vagy egybefüggő fémbevonattal látjuk el. A fenti intézkedések összességével olyan kedvező jel/zaj viszonyt lehet elérni, mely jelentősen meghaladja, a hasonló rendeltetésű ismert, piezoelektromos készülékek adottságait. Lehetőség van arra is, hogy a találmány szerinti érzékelő készülék házát hermetikusan lezárjuk, ezzel nemcsak ia páráis levegő ellen védhetjük mieg a kényes készüléket, hanem .akár folyadékba merítve is ihaszniálihatjuk. A találmány szeriinti érzékelő készülék alkalmazhatósága kiterjeszthető, ha házának külső oldalait oldhatóan csatlakozó, pl. csavarmenetes kötőelemként képezzük ki, ment így az érzékelő készülékhez különféle kiegészítő. szerelvényt lehet csatlakoztatni, és >ezzel a készülék »rendeltetését módosítani az (alapkonstrukció változtatása nélkül. A találmány szerintii érzékelő készülék egy példaként! kiviteli alakjának (részleteit az ábrák mutatják be az alábbiak isizerinit: Az .1. ábra a 2 köralakú membrán belső felére egyik lapjával felfekvő 17 -piezoelektromos érzékelő elem. elhelyezését és rögzítését mutatja be metszetben, a 2. ábrán a találmány szerinti érzékelő készülék egyik beépített Darlington erősítőt is tartalmazó kiviteli alakjának fél nézete és fél metszete látható, a 3. ábra a 2. ábrán látható érzékelő készülék elektromos kapcsolási elrendeződését szemlélteti. A találmány szerinti érzékelő készülék 2. ábrán látható kiviteli alakja ál az 1 fémesen árnyékolt házból, és ennek egyik oldalát képező 2 köralakú membránból, e membránnak belső felére rögzített 17 piezoelektromos érzékelő elemből és a 3. ábrán bemutatott újszerűen elrendezett Darlington 'kapcsolású. 25 erősítőnek a szaggatott vonallal körülhatárolt részeiből, valamint az 1 fémesen árnyékolt házon kívül, a 9 áramforrással azonos helyen elhelyezett 7 emittier .ellenállásból. Ez utóbbi elem 25 erősítő között a vezetékes kapcsolatot a 19 összekötő kábel biztosítja, mely akár többszáz méter hosszú-40 45 55 ságú is lehet. A találmány szerinti megoldású szerkezet működése a következő: Az 1 fémesen árnyékolt házban elhelyezett 17 piezoelektromos érzékelő elem sarkain, a 2 köralakú membránra kívülről ható nyomásváltozások elektromos töltésiváltozásokiat hoznak létre, amelyeiket a 11 és 13 tranzisztorokból kialakított 5" 25 erősítő áramváltozásokká alakít át. A 25 erősítőben ezek az áramváltozásoik többszázezerszieiriasen felerősítésre kerülnek, majd a 19 összekötő kábelen és az 1 fémesen árnyékolt házon kívül elhelyezett 7 emitter ellálláson átfolyva, ez utóbbin feszültségváltozásokká alakul^ nak át, és így válnak további felhasználásra alkalmassá. A nagy áramerősítés következtében, a bemeTM metre kapcsolódó nagy impedancia, az áraimerősítés nagyságával arányosan letrainszformálva jelenik meg a kimeneten, lamely így néhány ohmos iimipadenciájú lesz és kis ellenállással tenhel-65 hető. E kis impedanciás kimenetről elvezetett je-2