устройство обнаружения механических воздействий

Формула изобретения

Устройство обнаружения механических воздействий, содержащее замкнутый полый корпус, в котором расположен с возможностью свободного перемещения токопроводящий шарик, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде токопроводящего цилиндра, основания и боковая поверхность которого изолированы друг от друга, а на внутренней стороне по образующей боковой поверхности расположены сегментные изолирующие вставки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области регистрации механических воздействий и может быть использовано для контроля объекта от ранее занимаемого положения, например, в системах охраны.

Известны устройства для регистрации отклонения объекта от заданного положения, принцип действия которых основан на замыкании или размыкании электропроводным шаром электрической цепи при выходе объекта из состояния покоя.

Известно устройство для определения угла наклона объекта, содержащее магнитный полусферический корпус из электропроводного материала, заполненный жидкостью с помещенным в него ферромагнитным шариком и снабженное полусферической диафрагмой из эластичной магнитной пленки с электропроводным слоем в виде концентрических контактных колец на ее внутренней стороне.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и необходимость предварительной пространственной ориентации.

Наиболее близким по технической сущности является зонд для измерения наклона, содержащий чувствительный элемент в форме металлизированного полого шара с множеством изолированных точечных электродов на его внутренней поверхности [2] В полости шара находится свободно перемещающийся токопроводный шарик, который в зависимости от наклона образует электрическое соединение с соответствующим точечным электродом и стенкой шара.

Недостатками этого устройства являются сложность конструкции и реализации контроля за выходом объекта из состояния покоя, а также ограниченные возможности при регистрации разнохарактерных механических воздействий.

Технической задачей изобретения является обеспечение высокой чувствительности к механическим воздействиям различной направленности без предварительной пространственной ориентации и при достаточно просто реализуемой конструкции устройства.

Устройство обнаружения механических воздействий состоит из корпуса и свободно перемещающейся внутри него инерционной массы, выполненной в виде токопроводящего шарика. Корпус представляет собой полый замкнутый цилиндр, основания и боковая поверхность которого выполнены из токопроводящего материала, изолированы друг от друга и включены в электрическую цепь. Проводящая боковая поверхность сегментирована изолирующим материалом по образующей таким образом, что при плавном перекатывании шарика по вогнутой внутренней поверхности цилиндра происходит его попеременное касание токопроводного и изолирующего материала.

Устройство устанавливается в объекте произвольным образом, опорной поверхностью может служить любое из оснований или образующая боковой цилиндрической поверхности.

На фиг.1 представлены разрез и схема подключения токопроводных поверхностей; на фиг.2 развертка боковой цилиндрической поверхности, вид внутренней стороны.

Устройство обнаружения механических воздействий (фиг.1) представляет собой полый цилиндр, проводящие основания 1, 2 и проводящая боковая поверхность 3 которого изолированы прокладками 4. Боковая проводящая поверхность 3 по внутренней стороне сегментирована изолирующими вставками 5. В полости цилиндра находится токопроводящий шарик 6. Боковая поверхность 3 подключается к выводу 7, а электрически соединенные вместе основания 1 и 2 к выводу 8 устройства.

Устройство обнаружения механических воздействий работает следующим образом. В состоянии покоя шарик занимает нижнюю точку объема. Типичным является положение шарика, при котором он одновременно касается боковой поверхности и одного из оснований. В этом положении, в состоянии покоя, шарик может замыкать или размыкать собой электрическую цепь между контактами 7 и 8 в зависимости от того, касается ли он проводящей боковой поверхности 3 или изолирующей вставки 5. Механическое воздействие на устройство приводит к перемещению корпуса относительно шарика и тем самым к изменению состояния электрической цепи: ее разрыву или замыканию.

Плавное перекатывание шарика по вогнутой цилиндрической поверхности с одновременным касанием основания и боковой поверхности также приводит к изменению состояния электрической цепи за счет чередования токопроводных и изоляционных участков боковой поверхности.

При строго горизонтальном расположении опорной поверхности шарик может находиться на основании или на образующей боковой поверхности цилиндра таким образом, что не происходит одновременного касания второй поверхности. Механическое воздействие на устройство приводит к отклонению от горизонтального положения и к замыканию шариком электрической цепи между контактами 7 и 8.