Датчик давления

 

Изобретение относится к транспортным детекторам и может быть использовано в системах регулирования дорожного движения . Целью изобретения является повышение функциональной, надежности датчика. Датчик содержит внутренний проводник 2, слой 3 изоляции, внешний проводник 4, защитную оболочку 5, сердечник 6. Датчик давления работает на принципе трибоэлектрического преобразователя динамического воздействия колес движущегося транспортного средства на эластичное герметизирующее покрытие 7, которое в свою очередь передает указанное воздействие на датчик давления. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s G 08 G 1/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

1 5 1 У

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3190020/24 (22) 15.01.88 (46) 23.04.93. Бюл. %,15 (71) Научно-исследовательский институт специальной техники (72) Е.Е;Шарамонов (56)Заявка ФPГ N 2490373, кл. G 0861/015, о публик.1974. (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к транспортным детекторам и может быть использовано в . системах регулирования дорожного движения. Целью изобретения является повыше„„Я „„18109G1 All ние функциональной надежности датчика.

Датчик содержит внутренний проводник 2, слой 3 изоляции, внешний проводник 4, защитную оболочку 5, сердечник 6. Датчик давления работает на принципе трибоэлектрического преобразователя динамического воздействия колес движущегося транспортного средства на эластичное герметизирующее покрытие 7, которое в свою очередь передает указанное воздействие на датчик давления. 4 ил.

1810901

Изобретение относится к транспортным детекторам и может быть использовано в системах регулирования дорожного движения, а также в военном деле, в частности — для регистрации военных транспортных средств, передвигающихся по дорогам с асфальтовым и другим покрытием.

Цель изобретения — повышение функциональной надежности датчика.

На фиг. 1 показана конструкция датчика давления; на фиг. 2-4 — варианты размещения датчика на дорожном покрытии.

Датчик давления 1 содержит внутренний проводник 2, слой 3 изоляции, внешний проводник 4, защитную оболочку 5, сердечник 6 из упруго сжимаемого электропроводящего материала, эластичное герметизирующее покрытие 7, с помощью которого датчик давления имеет монолитное сцепление с дорожным покрытием 8, Внутренний проводник 2 выполнен, например, из медного, сталемедного или биметаллического упругого неизолированного проводника диаметром 0,3-1,2 мм

Слой 3 изоляции выполнен, например, из фторопластовых лент, намотанных свободно (без сильного натяжения) на сердечник 6 из упруго сжимаемого электропроводящего материала (УСЭМ), на- 30 пример, полиуретана, вспененного полиэтилена или кремнийорганической резины;. способного упруго сжиматься под действием механических напряжений.

Внешний проводник 4 может быть выполнен в виде повива или оплетки из медных проволок плотностью не ниже 85% для обеспечения достаточных экранирующих свойств.

Герметизирующее покрытие 7 может быть выполнено на основе жидкой заливочной композиции полиуретанового компаунда, например, типа "Вилад-8П", который после полимеризации приобретает необхо- „ димые эластичные и герметизирующие свойства.

Существо предлагаемого решения в совместном использовании конструкции датчика давления 1 и эластичного 50 герметизирующего покрытия 7, при котором получается контактный детектор транспорта, размеры которого определяются размерами эластичного покрытия 7, а свойства — свойствами датчика давления 1 и ука- 55 занного покрь1тия.

Образуется единая монолитная упруго деформируемая структура контактного детектора, способная упруго деформироваться под действием колес транспорта без нарушения и, обладая достаточной чувствительностью, регистрировать проходящий транспорт.

Датчик давления получают следующим образом, Сначала подготавливают место установки датчика давления 1 на дорожном покрытии 8 (см.фиг. 2 — 4), обеспечивая необходимые условия для очистки его от грязи и свободной заливке жидкой композиции эластичного герметизирующего покрытия 7 на предварительно закрепленный датчик давления 1, обеспечивая слой указанного покрытия под датчиком давления 1 и воэможность полной его полимеризации.

После чего получается эластичная монолитная конструкция с хорошими адгезионными и прочностными связями с дорожным покрытием 8, способного упруго деформироваться под колесами транспортного средства и вырабатывать адекватные электрические сигналы.

Датчик давления 1 работает на принципе трибоэлектрического преобразователя.

При указанном выше воздействии датчик давления 1 претерпевает локальную деформацию (изгиб). При этом, между поверхностью сердечника 6 из УСЭМ и слоями ленточной изоляции 3, а также между внешним проводником 4 и слоями указанной изоляции возникают относительные перемещения. Вследствие упругости внутреннего проводника 2 и возможности сердечника 6 упруго деформироваться (изменять свой объем под действием механических напряжений), перемещения указанных поверхностей увеличиваются, создавая условия для контактного трения и трения перемещения между элементами датчика давления 1 и образования трибоэлектрических зарядов на поверхности сердечника 6, которые стекают через внутренний проводник 2 на усилительный блок 8 (его входные цепи) и далее на внешний проводник 4, образуя электрические сигналы, адекватные механическому воздействию транспортного средства на эластичное покрытие 7. Чем интенсивнее будут относительные перемещения конструктивных элементов датчика давления 1, чем больше упругость внутреннего проводника

2, чем больше упругая сжимаемость поверхности сердечника 6, тем больше зарядов будет возникать на внутреннем проводнике

2. Большое удельное сопротивление слоя изоляции 3 и свободное наложение ее слоев способствует увеличению поверхностного трения их о соседние поверхности конструк1810901 тивных элементов датчика давления 1, образованию трибоэлектрических зарядов, Шероховатая поверхность сердечника 6 и гладкая поверхность слоя изоляции 3 способствует увеличению поверхностного трения и, следовательно, образованию зарядов.

В предлагаемой конструкции указанные условия оптимальным образом сочетаются.

Конструкция датчика давления обеспечивает хорошую стабильность чувствительности и линейность при регистрации движущихся транспортных средств, обеспечивая на выходе датчика давления 1 электрический сигнал, характеризующий тип транспортного средства. Причем по значению амплитуды, длительности и временным параметрам фронтов импульса можно определить скорость движения транспортного средства. Это объясняется демпфирующими свойствами сердечника 6 и эластичного демпфирующего покрытия 8,,которые в совокупности уменьшают влияние окружающих помех вибрационного характера (сейсмические и акустические колебания окружающей материальной среды).

Упругая подвеска внутреннего проводника 2 позволяет исключить зависимость чувствительности, и самое главное, стабильности чувствительности от исходного положения указанного проводника внутри сердечника 6.

Формула изобретения

Датчик давления, выполненный в виде коаксиального кабеля, закрепляемого на дорожном покрытии, содержащего внутренний и внешний проводники, разделенные

15 слоемЪзоляции, расположенные внутри защитной оболочки, отл ич а ю щи йс я тем, что, с целью повышения функциональной надежности датчика, внутренний проводник выполнен упругим и размещен в сердеч20 нике из упруго сжимаемого электропроводящего материала, слой изоляции выполнен в виде фторопластовой ленты, намотанной на сердечник по спирали, внутренний диаметр сердечника равен

25 диаметру внутреннего проводника, коаксиальный кабель размещен внутри эластичного герметизирующего покрытия.