2.4 Анализ результатов патентного поиска

Анализ патентных исследований позволяет дать оценку некоторым устройствам, найденным в результате патентного поиска. Рассмотрим более подробно аналоги, приведенные в таблице 2.1.

Акселерометр по патенту России № 2307359 содержит маятниковый чувствительный элемент в виде кварцевой пластины, соединенной посредством упругого подвеса с опорным кольцом. Эти три детали выполнены из единой заготовки плавленого кварца и называются центральной кварцевой пластиной. В состав акселерометра входят также узел силовой компенсации, включающий две катушки, установленные на пластине, и две магнитные системы, каждая из которых состоит из магнитопровода, постоянного магнита с полюсным наконечником. На пластине расположены обкладки преобразователя перемещения, выполненные в виде металлизированного напыления. Рабочий зазор обеспечивается с помощью платиков, расположенных на опорном кольце. Для снижения механических напряжений, возникающих в верхней части центральной кварцевой пластины, между средними платиками и упругим подвесом на опорном кольце введены два утонения. Технический результат: повышена точность величины нулевого сигнала благодаря тому, что в опорное кольцо введены два утонения, расположенные симметрично относительно упругого подвеса ниже опорных платиков.

Трехосевой акселерометр по патенту России № 2416098 содержит три пары пьезопластин, соединительные проводники, инерционные массы, причем инерционная масса первой пары пьезопластин общая и имеет форму прямоугольного параллелепипеда, инерционная масса второй пары пьезопластин состоит из инерционной массы первой пары пьезопластин, самих первых пьезопластин, соединенных первой прямоугольной скобой, инерционная масса третьей пары пьезопластин состоит из инерционной массы вторых пьезопластин, самих вторых пьезопластин, соединенных тонкостенной прямоугольной втулкой, причем третья пара пьезопластин соединена второй прямоугольной скобой, являющейся основанием конструкции, а инерционная масса, скобы и втулка выполнены из токопроводящего материала. Технический результат: увеличение чувствительности акселерометра и уменьшение габаритов благодаря тому, что для второй и третьей пары пластин инерционная масса образуется с использованием массы большего объема и конструкция становится более компактной.

Векторный пьезоэлектрический вибропреобразователь по патенту России № 2347228 содержит корпус с закрепленным в нем пьезоэлементом, выполненным в виде прямоугольного параллелепипеда с квадратным основанием и с элементами съема заряда в виде электропроводящих поверхностей, закрепленных на его гранях и электрически изолированных друг от друга, проводники для съема зарядов и диэлектрическую подложку, на которой установлено квадратное основание пьезоэлемента, полярная ось которого перпендикулярная плоскости его крепления к подложке. Каждая электропроводящая поверхность выполнена в виде пластины с выступающим на одной из ее сторон за пределы соответствующей грани параллелепипеда лепестком, изготовленным из изотропной медной фольги и закрепленной на грани параллелепипеда посредством полимеризуемого термоактивного токопроводящего материала, при этом на каждой паре смежных пластин лепестки ориентированы на разные ребра параллелепипеда, в каждом лепестке выполнена просечка для крепления проводника для съема зарядов, а ось каждого лепестка совпадает с одной из плоскостей симметрии соответствующей пластины. Технический результат: повышение точности измерения и фазосбалансированности измеряемых компонент вектора за счет уменьшения параметров поперечной чувствительности путем вывода концентраторов напряжений за пределы областей съема заряда чувствительного элемента и увеличение эксплуатационной надежности устройства за счет крепления проводников для съема зарядов за пределами чувствительного элемента.

Пьезоэлектрический акселерометр по патенту России № 2301424 содержит многослойный пакет пьезокерамических пластин, состоящий из трех секций. Секции включают группы трех пластин. Конструкция секции определяется ее функциональным назначением. Секция 2, предназначенная для измерения продольной компоненты вибрации, содержит среднюю пластину, поляризованную целиком по толщине, и крайние пластины, неполяризованные и снабженные диаметральными пазами. Секция 3, предназначенная для измерения одной из поперечных компонент вибрации, содержит среднюю пластину, состоящую из двух сегментов, поляризованных в противоположных направлениях и разделенных неполяризованным промежутком, и крайние пластины, неполяризованные и снабженные диаметральными пазами. Секция 4, предназначенная для измерения другой поперечной компоненты вибрации, имеет конструкцию, аналогичную секции 3, и повернута на 90 вокруг продольной оси пакет относительно секции 3.

Технический результат: расширение функциональных возможностей за счет измерения виброускорения в трех взаимно перпендикулярных направлениях.

Пьезоэлектрический акселерометр по патенту России № 2402019 содержит основание корпуса, стойку, пьезоэлектрические шайбы, инерционную массу, гайку, крышку, выходной кабель, а также две изолирующие шайбы, изолирующую втулку, электропроводную шайбу и металлорукав. Стойка изготовлена отдельно от основания корпуса в виде винта, в основании корпуса сделано круглое отверстие. На стержень винта надеты одна изолирующая шайба и изолирующая втулка. Винт с нижней стороны основания вставлен в отверстие основания корпуса, сверху на стержень винта последовательно надеты другая изолирующая шайба, электропроводная шайба, пьезоэлектрические шайбы и инерционная масса, выполненная в виде опрокинутой чашки. Все отрицательные обкладки пьезоэлектрических шайб электрически соединены с инерционной массой и с экраном выходного кабеля, который пропущен через крышку и электрически изолирован от корпуса датчика, а все положительные обкладки соединены проводом, который проходит через отверстие в инерционной массе, с центральной жилой кабеля, помещенного в металлорукав. Технический результат: повышение чувствительности и точности акселерометра за счет значительного уменьшения уровня промышленных наводок и помех при использовании акселерометров благодаря полному экранированию от корпуса положительных обкладок пьезоэлектрических шайб и провода, соединяющего эти обкладки с выходом пьезоэлектрического акселерометра.

Патентные исследования показали, что на сегодняшний день существует достаточно большое количество акселерометров, разнообразных по своему устройству и имеющих как достоинства, так и недостатки.

Это подтверждает правомерность использования пьезоэлектрических акселерометров для измерения виброускорения.