датчик контроля за состоянием покоя объекта

Формула изобретения

Датчик контроля за состоянием покоя объекта, содержащий корпус, закрепленный на объекте контроля или его составной части, внутри которого установлены изолированные друг от друга проводники, соединенные с внешними контактами, и размещено электропроводное несвободное тело качения с возможностью замыкания проводников, отличающийся тем, что корпус выполнен из диэлектрического материала, на его внутренней части на одном и более уровнях выполнены пары поверхностей, проводники выполнены в виде рельефных покрытий из электропроводного материала упомянутых поверхностей, причем электропроводные покрытия, одно или оба, в каждом уровне выполнены намагниченными.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области элементов контрольно-измерительных систем различного функционального назначения, реагирующих на механические отклонения от состояния покоя контролируемого объекта и преобразующих последние в параметры нужного для последующего использования вида. Оно может быть использовано в системах охранной сигнализации, устанавливаемых, например, в квартирах, на транспортные средства и т.д.

Известны устройства по а.с. N 435453 БИ 7, 1974, N 1390088, БИ15, 1988, в которых содержится корпус с закрепленным несвободным телом, выполненным в виде двухстенного маятника, и электромагнитная катушка, в которой перемещением несвободного тела при отклонении объекта от состояния покоя наводится переменная ЭДС, воспринимаемая системой регистрации. Датчики обладают рядом недостатков, из которых наиболее существенными являются: относительная трудоемкость реализации; необходимость использования дефицитных материалов; подверженность влиянию внешних электрических, магнитных и радиационных полей, климатических и механических воздействий; зависимость от естественного старения материалов; постоянная подрегулировка в период эксплуатации.

Для сравнительного анализа предлагаемого изобретения с прототипом в качестве последнего принят датчик, описанный в а.с. N 1689158, БИ41, 1991г. Устройство содержит корпус, закрепленный на объекте контроля или его составной части и выполненный в виде шарнирного подвеса из магнитомягкого материала, внутри которого установлены четыре проводника-электрода, электропроводное несвободное тело (ЭНТ) и электромагнит фиксации ЭНТ, собственно ЭНТ выполнено в виде шарика или капли ртути с возможностью замыкания проводников-электродов, при нарушении последнего создается воздействие на систему регистрации.

Недостатками этого устройства являются: использование дорогостоящих материалов и технологий; сложность миниатюризации; невысокая надежность из-за возможного испарения ртути и потери контакта ЭНТ с четырьмя проводниками-электродами.

Изобретение решает техническую задачу обеспечения миниатюризации конструкции с одновременным повышением надежности и помехозащищенности при минимуме себестоимости.

В предлагаемом устройстве, содержащем корпус, закрепленный на объекте контроля или его составной части, внутри которого установлены изолированные друг от друга проводники, соединенные с внешними контактами, и размещено электропроводное несвободное тело качения с возможностью замыкания проводников, корпус выполнен из диэлектрического материала с организованными на его внутренней части парами поверхностей, на одном и более уровнях, выполненными с возможностью естественного постоянного замыкания электропроводным несвободным телом, одним и более, проводников, а проводники выполнены в виде рельефных покрытий из электропроводного материала упомянутых поверхностей, причем электропроводные покрытия, одно или оба, в каждом уровне выполнены намагниченными.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, 2 и 3, где на фиг.1 раскрывается конструкция датчика с одним ЭНТ в виде шарика и одним уровнем поверхностей с электропроводными покрытиями; на фиг.2 и 3 приводятся эквивалентные схемы использования.

На представленных фигурах отмечены следующие конструктивные элементы и обозначения: 1 корпус; 2 ЭНТ в виде шарика; "в","г" внешние контакты; "а" и "б" пара поверхностей с электропроводным покрытием; ОХ,ОY,0Z оси возможных перемещений; R_ш- сопротивление ЭНТ-шарика 2; R_a и R_б переходные сопротивления в площадках контакта ЭНТ с электропроводным покрытием пары поверхностей "а" и "б" (собственным сопротивлением покрытий условно пренебрегаем); R_{баластное} баластное сопротивление; С емкость.

Корпус 1 выполнен из диэлектрика,например, разборным с резьбовым соединением частей и закреплен на объекте или его составной части. На внутренней части корпуса 1 выполнена пара электрически не связанных друг с другом поверхностей "а" и "б" с электропроводным покрытием, нанесенным, например, гальваническим осаждением. Профиль сечения корпуса 1 обеспечивает естественный постоянный электрический контакт ЭНТ в виде шарика под действием составляющей его веса с электропроводным покрытием обеих поверхностей пары "а" и "б". Электропроводные покрытия поверхностей пары "а" и "б" могут иметь технологически задаваемые шероховатость или рельеф, кроме того, для подключения к системе регистрации они электрически связаны с внешними контактами "в" и "г", выполненными на внешней поверхности корпуса 1. Постоянное электрическое замыкание ЭНТ в виде шарика 2 электропроводных покрытий обеих поверхностей пары "а" и "б" можно обеспечить не только за счет составляющей веса шарика 2, но и намагнитив один или оба электропроводных покрытия пары поверхностей.

Устройство работает следующим образом, фиг.2 и 3. В состоянии покоя объекта ЭНТ в виде шарика 2 в площадках контакта с электропроводными покрытиями пары поверхностей "а" и "б" имеет постоянные по величине переходные сопротивления R_a и R_б Система регистрации подключена к внешним контактам "в" и "г". При любом отклонении от состояния покоя объекта корпус 1, будучи закрепленным на нем, сдвинется вместе с объектом за счет инерционности и естественной неустойчивости ЭНТ в виде шарика 2 получит движение относительно корпуса 1, при этом в площадках контакта с электропроводными покрытиями пары поверхностей "а" и "б" за счет их шероховатости или приобретенного рельефа, а также из-за изменения силы давления при движении ЭНТ в виде шарика 2 переходные сопротивления R_a и R_б станут переменными при R constu в цепи "в-г" возникнет динамический ток со случайной частотой и амплитудой [М.И.Витенберг. Расчет электрических реле. Изд. 4-е, перераб. и доп. Л. Энергия, 1975, с. 336.338 Наличие емкости "С" обеспечивает реагирование системы регистрации только на переменную составляющую тока и напряжения на участке "в-г" с регистрацией факта отклонения объекта от состояния покоя. Описанная работа устройства может начаться с любого случайного начального положения ЭНТ в виде шарика 2. Для надежности можно увеличить количество ЭНТ, число уровней пар поверхностей "а" и "б".

Предлагаемое изобретение наиболее эффективно в системах охранной сигнализации различного назначения. При отсутствии сложных параметрических цепей [Д.И.Агейкин. Датчики контроля и регулирования. М. Машиностроение, 1965, 928 c. оно с успехом выполняет одновременно несколько охранных функций, дешево и технологично, возможна миниатюризация. Изобретение реализовано авторами и испытано в конкретных охранных системах, результаты положительны.