195693. lajstromszámú szabadalom • Piezoelektromos rezgésérzékelő
j 95 693 2 1 lő érzékenysége. Másrészt azért, hogy az általa biztosított mechanikai csatolás minél tartósabb és merevebb legyen. Előnyösen a ragasztóréteg 102 ohm.m-nél kisebb .fajlagos ellenállást eredményező fémpor adalékot tartalmaz., így az villamosán vezető elektródként is használható. g A találmány szerinti rezgésérzékelő kialakítható koinpresszióS vagy nyíró típusú érzékelőként, ez utóbbinál a találmány megoldása különösen előnyös, mivel a ragasztórétegek nyíró szilárdsága igen nagy lehet, A választott típusnak és az alkalmazott egykristály anyagnak meg- ^ felelőén úgy kell a kristálylapol az egykristályból kimetszeni, hogy az érzékelendő rezgés irányában a csatolási tényező legalább 0,2 legyen. A csatolási tényező megadja, hogy a piezoelektromos anyag adott irányú mechanikai • igénybevételére milyen hatásfokkal alakítja átamechani- ^ g kai energiát villamos energiává. Nyíró típusú kialakításnál lítiumniobát egykristállyal maximális csatolási tényező akkor adódik, ha a kristálylap vagy a kristálytani X tengelyre merőlegesen, vagy a X tengely körül elforgatva a kristálytani Z tengellyel 163 ± 8 -os szöget bezáróan van ki- 20 metszve. Lítiumtantalátnál vagy a kristálytani Y tengelyre merőlegesen, vágy az X tengely körül elforgatva a Z tengellyel 165 ± 8°-os szöget bezáróan kimetszett kristálylap ad maximális csatolási tényezőt. Kompressziós típusú kialakításnál lítiumniobát esetén 25 az X tengely körül elforgatva a Z tengellyel 36 ± 8°-os szöget bezáróan kimetszett kristálylap biztosít maximális csatolási tényezőt. Lítiumtantalát esetén a maximális csatolási tényezőt az X tengely körül elforgatva a Z tengellyel 47 ±8°-os szöget bezáróan kimetszett kristálylap biztosít, 30 A találmány szerinti rezgésérzékelőben alkalmazott kristálylap vastagsága előnyösen 0,2 I mm. A rezgésérzékelő kialakítható egyetlen irányú rezgésérzékelésre egy vagy több piezoelektromos kristály lappal. Megvalósítható azonban a találmány szerinti rezgésérzékelő két vagy há- 35 rom irányban merő kivitelben is. A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett előnyös kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerin ti.rezgésérzékelő nyíró típusú kiviteli alakja egyetlen piezoelektromos kris- 40 tály lappal, a 2. ábra az 1. ábra A—A vonala mentén vett metszeti rajz, a 3. ábra az 1. ábrához hasonló találmány szerinti rezgésérzékelő két piezoelektromos kristálylappal, a 45 4. ábra a 3. ábra B—B vonala mentén vett metszeti rajz, az 5. ábra a találmány szerinti rezgésérzékelő kétirányban mérő kiviteli alakjának vázlatos felülnézeti rajza, a 6. ábra az 5. ábra szerinti kialakítás villamos csatlakoztatását szemléltető vázlatos rajz, a 7. ábra egy találmány szerinti háromirányban mérő rezgésérzékelő vázlatos elrendezési rajza, a 8. ábra a 7. ábra szerinti kialakítás villamos kapcsolási vázlata, a 9. ábra egy nyíró típusú találmány szerinti rezgésérzékelő kiviteli alakjának metszeti rajza, a 10. ábra a 9. ábra szerinti kivitel felülnézeti rajza, a 11. ábra a 10. ábra D—D vonala mentén vett részmetszeti rajza, a 12. ábra egy találmány szerinti kompressziós típusú elrendezést szemléltető vázlatos rajz, a 50 55 60 65 13. és 14. ábra a 12. ábra szerinti elrendezésnél a mechanikai feszültség, illetve deformáció változását szemléltető diagram, a 15. ábra.egy trigonális egykristály képe a kristálytani tengelyek feltüntetésével, a 16. ábra a 15.ábra szerinti egykristály egyes metszeteit szemléltető ábra, a 17. ábra a 15. ábra szerinti egykristály elforgatott metszeti síkját szemléltető ábra, a 18. ábra a csatolási tényezőt a kristálylap kimetszési irányának függvényében szemléltető diagram és a 19. ábra a piezoelektromos állandónak a hőmérséklet függvényében való változását szemléltető diagram. Az ábrákon az azonos vagy azonos funkciójú elemeket végig azonos hivatkozási számmal jelöljük. Az 1. és 2. ábrán látható egy rezgésérzékelő fém 5 tartórcsze, amelyhez első 6 ragasztóréteggel'piezoelektromos egykristályból kivágott 1 kristálylap, ehhez második 6 ragasztóréteggel egy fém 3 terhelődem van rögzítve, amely utóbbi a rezgésérzékeléskor egy tehetetlen tömeget képez. Az 5 tartórész villamosán szigetelő 7 ragasztással fém 2 alaphoz van rögzítve, amely utóbbit kell ráhelyezni a mérendő test felületére. Látható, hogy az 5 tartórész, az 1 kristálylap és a 3 terhelőelem sugár irányú mérete rendre 4 nun, 0,4 mm cs 7 mm. A két 6 ragasztórétegvastagsága burával legyenek lefedhetők. Ilyen védőburát szemléltet a 9 ábra. Egy előnyös kialakításban az. 5 tartórész, az 1 kristálylap és a 3 terhelőelem sugár irányú mérete rendre 4 mm, 0,4 mm és 7 mm. A két 6 ragasztóréteg vastagsága körülbelül 20—20^m. A rezgésérzékelő villamos kimeneti kapcsai az 5 tartórészhez é»a 3 terhelőalemhez vannak csadakoztatva. A 7 ragasztás arral szolgál, hogy az 5 tartórészt villamosán szigetelje a mérendő testtel érintkező 2 alaptól. Ha ilyen szigetelésre nincsen szükség, a 2 alap és az 5 tartórész egyetlen darabból is készíthető. Látható az i. ábrán, hogy a kettős nyíl irányában történő rezgésre az kristálylap nyíró igénybevételnek van kitéve. A 3. és 4. ábrán az. 1. és 2. ábrához hasonló nyíró típusú rezgésérzékelő látható, amelynél azonban az 5 tartórész mindkét átellenes felületéhez csatlakozik egy-egy 3' terhelőelem megfelelő 1 kristálylap és 6 ragasztórétegek közbeiktatásával. A 4. ábrán látható, hogy a piezoelektromos 1 kristálylapok villamosán párhuzamosán vannak kapcsolva és ezért mindkét 1 kristálylapot egyformán kell kialakítani és felszerelni. Az 5. és 6. ábrán egy kétirányban mérő rezgésérzékelő kialakításában a 2 alapból kiemelkedő négyzet alapú hasábot képező fém 5 tartórész mind a négy felületére rögzítve van egy-egy fém 3 terhelődem megfelelő 1 kristálylap és 6 ragasztórétegek közbeiktatásával. A 6. ábrán látható, hogy az. egymással szemben lévő 1 kristály lapok sorba vannak kapcsolva. Ekkor a sorbakapcsclt 1 kristálylapokat az ellenkező polaritású jelek létrehozása'végett egymáshoz képest 180°-kal elforgatva kell felszerelni. A jobb és bal oldalon lévő 1 kristálylapok szolgáltatják az. X irányú rezgésnek, az alul és felül lévő 1 kristálylapok pedig az. Y irányú rezgésnek megfelelő jelet. ■ A 7. és 8. ábrán egy háromirányban mérő rezgésérzőkelő kialakításban a fém 2 alaphoz szigetelő 7 ragasztással csatlakoztatott lecsapott élű kocka alakú fém 5 tartórészre hat darab 3 terhelőelem van csatlakoztatva megfelelő 1 kristálylapok és 6 ragasztórétegek kpzbciktatásával páronként az érzékelendő X, Y és Z irányoknak megfelelően. Az 1 kristály lapok a 6. ábrához, hasonlóan itt is páronként sorba vannak kapcsolva.
