RU169801U1

RU169801U1 - Cable triboelectric vibration hardened modernized KTVU-M

Info

Publication number: RU169801U1
Application number: RU2016135581U
Authority: RU
Inventors: Ильдар Мансурович Гималетдинов
Original assignee: Ильдар Мансурович Гималетдинов
Priority date: 2016-09-01
Filing date: 2016-09-01
Publication date: 2017-04-03

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники и предназначена для использования в качестве чувствительного элемента в вибросейсмических средствах охраны. Кабелем трибоэлектрическим, содержит внутренний проводник в виде спирали из металлических проволок, размещенный внутри полого диэлектрического слоя. Также кабель содержит экран из фольгированной алюминием полимерной ленты, внешние проводники, расположенные между экраном и диэлектрическим слоем, и защитную оболочку из полимерного материала. При этом внутри полого диэлектрического изоляционного слоя продольно уложена полиэтилентерефталатная пленка ПЭТ-Э с положительным перекрытием, а экран выполнен в виде оплетки или обмотки плотностью покрытия не менее 85% из медных проволок, кроме того дополнительно содержится экран в виде оплетки или обмотки из стальных проволок, поверх которого наложена еще одна внешняя оболочка из полимерных материалов. Техническим результатом является повышение чувствительности к механическим воздействиям, увеличение рабочего частотного диапазона, а также расширение области применения кабеля за счет возможностей прокладки, как на открытом воздухе, так и в земле. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to the field of electrical engineering and is intended for use as a sensitive element in vibroseismic security equipment. Triboelectric cable, contains an inner conductor in the form of a spiral of metal wires, placed inside a hollow dielectric layer. The cable also contains a screen made of aluminum foil-coated polymer tape, external conductors located between the screen and the dielectric layer, and a protective sheath made of polymer material. At the same time, a PET-E polyethylene terephthalate film with positive overlap is longitudinally laid inside the hollow dielectric insulating layer, and the screen is made in the form of a braid or winding with a coating density of at least 85% of copper wires, in addition, a screen in the form of a braid or winding from steel wires is additionally contained on top of which is another outer shell of polymer materials. The technical result is to increase the sensitivity to mechanical stress, increase the working frequency range, as well as expand the scope of the cable due to the possibility of laying both outdoors and in the ground. 4 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и предназначена для использования в качестве чувствительного элемента в вибросейсмических средствах охраны.The utility model relates to the field of electrical engineering and is intended for use as a sensitive element in vibroseismic security equipment.

Известен преобразователь вибрационный - трибоэлектрический (патент РФ №104694, 14.01.2011 г., МПК G01B 7/00), содержащий внутренний проводник, размещенный внутри диэлектрического изоляционного слоя, экран, внешний проводник и защитную оболочку из полимерного материала, отличающийся тем, что внутренний проводник выполнен в виде спирали, состоящей из одной или нескольких металлических проволок и размещенной внутри полого диэлектрического изоляционного слоя, экран выполнен из фольгированной алюминием полимерной ленты, наложенной по спирали или продольно с положительным перекрытием металлическим слоем к диэлектрическому изоляционному слою, между экраном и диэлектрическим изоляционным слоем размещен один или несколько внешних проводников, сверху экрана расположена защитная оболочка из полимерного материала, при этом соотношение максимального внешнего диаметра спирали и минимального внутреннего диаметра диэлектрического изоляционного слоя находится в диапазоне 0,92÷5,4, а внешний диаметр защитной оболочки не более 7,0 мм.Known vibration-triboelectric converter (RF patent No. 104694, 01/14/2011, IPC G01B 7/00) containing an inner conductor located inside the dielectric insulating layer, a shield, an outer conductor and a protective sheath of a polymeric material, characterized in that the inner the conductor is made in the form of a spiral, consisting of one or more metal wires and placed inside a hollow dielectric insulating layer, the screen is made of aluminum foil-coated polymer tape, applied in a spiral or one or more external conductors are placed between the screen and the dielectric insulating layer, a protective sheath of polymer material is located on top of the screen, while the ratio of the maximum external diameter of the spiral and the minimum internal diameter of the dielectric insulating layer is in the range 0.92 ÷ 5.4, and the outer diameter of the containment is not more than 7.0 mm.

Преобразователь вибрационный трибоэлектрический, отличающийся тем, что диэлектрический изоляционный слой выполнен из фторопласта, а защитная оболочка выполнена из полимерного негорючего, галогенонесодержащего материала с пониженным газо- и дымовыделением.The triboelectric vibration transducer, characterized in that the dielectric insulating layer is made of fluoroplastic, and the protective sheath is made of a polymer non-combustible, halogen-free material with reduced gas and smoke emission.

Недостатком известного преобразователя являются низкая чувствительность к механическим воздействиям, ограниченное применение преобразователя.A disadvantage of the known Converter are low sensitivity to mechanical stress, the limited use of the Converter.

В данном техническом решении экран один, и выполнен из фольгированной алюминием полимерной ленты, наложенной по спирали или продольно.In this technical solution, the screen is one, and is made of aluminum foil-coated polymer tape, applied in a spiral or longitudinal manner.

Как известно, фольгированный экран имеет малую механическую прочность. Следовательно, применение преобразователя ограничено.As is known, a foil screen has low mechanical strength. Consequently, the use of the converter is limited.

Техническим результатом, достигаемым предлагаемой полезной моделью, является повышение чувствительности к механическим воздействиям, увеличение рабочего частотного диапазона, а также расширить областей применения кабеля за счет возможностей прокладки, как на открытом воздухе, так и в земле.The technical result achieved by the proposed utility model is to increase the sensitivity to mechanical stresses, increase the working frequency range, and also expand the scope of the cable due to the possibility of laying both outdoors and in the ground.

Технический результат достигается кабелем трибоэлектрическим, содержащим внутренний проводник в виде спирали из металлических проволок, размещенный внутри полого диэлектрического слоя, экран из фольгированной алюминием полимерной ленты, внешние проводники, расположенные между экраном и диэлектрическим слоем, и защитную оболочку из полимерного материала, отличающимся тем, что внутри полого диэлектрического изоляционного слоя продольно уложена полиэтилентерефталатная пленка ПЭТ-Э с положительным перекрытием, а экран выполнен в виде оплетки или обмотки плотностью покрытия не менее 85% из медных проволок, кроме того дополнительно содержится экран в виде оплетки или обмотки из стальных проволок, поверх которого наложена еще одна внешняя оболочка из полимерных материалов.The technical result is achieved by a triboelectric cable containing an internal conductor in the form of a spiral of metal wires placed inside a hollow dielectric layer, a screen made of aluminum foil-coated polymer tape, external conductors located between the screen and the dielectric layer, and a protective sheath made of a polymeric material, characterized in that inside the hollow dielectric insulating layer, a PET-E polyethylene terephthalate film with positive overlap is longitudinally laid, and the screen is designed as braiding or winding density of the coating is not less than 85% of copper wires furthermore additionally comprises a screen as a braid or coil of steel wires, which is superimposed on top of another outer shell made of polymeric materials.

На фиг. 1 представлен Кабель трибоэлектрический вибрационный упрочненный модернизированный КТВУ-М, где:In FIG. 1 shows a cable triboelectric vibration hardened modernized KTVU-M, where:

1 - внутренний проводник, выполненный в виде спирали диаметром D1=2,0±0,2 мм из металлических проволок, диаметром 0,26-0,30 мм,1 - inner conductor, made in the form of a spiral with a diameter of D1 = 2.0 ± 0.2 mm from metal wires, with a diameter of 0.26-0.30 mm,

2 - полый диэлектрический изоляционный слой диаметром D2=6,0 мм, толщина изоляции 1,0+0,2 мм,2 - a hollow dielectric insulating layer with a diameter of D2 = 6.0 mm, insulation thickness 1.0 + 0.2 mm,

3 - полиэтилентерефталатная пленка ПЭТ-Э номинальной толщиной не более 50 мкм с положительным перекрытием,3 - PET-E polyethylene terephthalate film with a nominal thickness of not more than 50 μm with positive overlap,

4 - экран в виде оплетки или обмотки из медных проволок диаметром 0,15 мм, плотность покрытия не менее 85%,4 - a screen in the form of a braid or winding of copper wires with a diameter of 0.15 mm, the coating density of at least 85%,

5 - оболочка из полимерных материалов, номинальная толщина 0,8 мм,5 - a shell of polymeric materials, a nominal thickness of 0.8 mm,

6 - экран в виде оплетки или обмотки из стальных проволок диаметром 0,30 мм,6 - screen in the form of a braid or winding of steel wires with a diameter of 0.30 mm,

7 - внешняя оболочка из полимерных материалов, номинальная толщина 1,0 мм.7 - the outer shell of polymeric materials, the nominal thickness of 1.0 mm

Внутренний проводник 1 выполнен в виде спирали, свитой виток к витку из двух металлических проволок, и расположен внутри полого диэлектрического изоляционного слоя 2, внутри которого продольно уложена полиэтилентерефталатная пленка ПЭТ-Э с положительным перекрытием 3, экран 4, выполненный в виде оплетки или обмотки из медных проволок плотностью покрытия не менее 85%, сверху экрана 4 расположена оболочка из полимерного материала 5, экран 6, выполненный в виде оплетки или обмотки из стальных проволок, внешнюю оболочку из полимерного материала 7.The inner conductor 1 is made in the form of a spiral, a twisted turn to a turn of two metal wires, and is located inside a hollow dielectric insulating layer 2, inside of which a PET-E polyethylene terephthalate film with positive overlap 3 is longitudinally laid, screen 4 made in the form of a braid or winding of copper wires with a coating density of at least 85%, a sheath of polymer material 5 is located on top of the screen 4, a screen 6 made in the form of a braid or winding of steel wires, the outer sheath is made of polymer material 7 .

Технический результат применения кабеля в земле, а не только на открытом воздухе, достигается тем, что в кабеле трибоэлектрическом вибрационном упрочненном модернизированном присутствуют два экрана в виде оплетки или обмотки из медных 4 и стальных проволок 6. Как известно, фольгированный экран имеет малую механическую прочность. Следовательно, применение преобразователя ограничено (патент РФ №104694, 14.01.2011 г., MПK G01B 7/00).The technical result of the use of the cable in the ground, and not just in the open air, is achieved by the fact that in the cable of the triboelectric vibration hardened modernized there are two screens in the form of a braid or winding of copper 4 and steel wires 6. As is known, the foil screen has low mechanical strength. Therefore, the use of the converter is limited (RF patent No. 104694, 01/14/2011, MPK G01B 7/00).

В дополнение к этому, кабель имеет две оболочки 5 и 7.In addition to this, the cable has two sheaths 5 and 7.

Основным техническим результатом является повышение чувствительности кабеля.The main technical result is an increase in cable sensitivity.

Чувствительность кабеля повышается несколькими факторамиCable sensitivity is enhanced by several factors.

1. Как известно, с целью защиты кабельных изделий (в том числе и преобразователей) от воздействий внешних электромагнитных полей (так называемые «помехи») применяют экраны.1. As you know, in order to protect cable products (including converters) from the effects of external electromagnetic fields (the so-called "interference"), screens are used.

В общем случае, эффективность экрана (т.е. степень ослабления электромагнитного поля) обусловлена двумя его свойствами: поглощением энергии при прохождении электромагнитной волны через проводящую среду и отражением волны на границе раздела двух сред.In the general case, the efficiency of the screen (i.e., the degree of attenuation of the electromagnetic field) is due to its two properties: energy absorption during the passage of the electromagnetic wave through the conducting medium and reflection of the wave at the interface between two media.

Оба эти явления зависят от применяемых материалов в качестве экрана. Известно, что лучшее поглощение электромагнитной волны обеспечивают ферромагнитные материалы (сталь), а лучшее отражение - диамагнитные материалы (медь). Таким образом, в предложенном кабеле эффективность экранирования достигается двумя способами.Both of these phenomena depend on the materials used as a screen. It is known that the best absorption of an electromagnetic wave is provided by ferromagnetic materials (steel), and the best reflection is diamagnetic materials (copper). Thus, the proposed cable shielding efficiency is achieved in two ways.

Поскольку глубина проникновения электромагнитной волны в металл зависит обратно пропорционально от частоты этой волны, то очевидно, что чем толще экранирующий металлический слой, тем для большего частотного диапазона она будет эффективно ослаблять электромагнитное поле.Since the penetration depth of an electromagnetic wave into a metal depends inversely on the frequency of this wave, it is obvious that the thicker the shielding metal layer, the greater the frequency range it will effectively weaken the electromagnetic field.

Таким образом, если рассмотреть работу преобразователя (прототипа) и предложенного кабеля при равных условиях, то чувствительность заявляемого кабеля будет выше чувствительности прототипа, поскольку внешние электромагнитные поля будут «глушить» сигнал сильнее в преобразователе (прототипе).Thus, if we consider the operation of the converter (prototype) and the proposed cable under equal conditions, then the sensitivity of the proposed cable will be higher than the sensitivity of the prototype, since external electromagnetic fields will “drown out” the signal more strongly in the converter (prototype).

2. Кроме того, в заявляемом кабеле трибоэлектрическом вибрационном упрочненном модернизированном под полый диэлектрический изоляционный слой дополнительно уложена полиэтилентерефталатная пленка ПЭТ-Э с положительным перекрытием.2. In addition, a polyethylene terephthalate PET-E film with positive overlap is additionally laid in the inventive cable of a triboelectric vibration hardened reinforced modernized under a hollow dielectric insulating layer.

В предложенном кабеле трибоэлектрический эффект возникает при трении внутреннего проводника 1 и пленки ПЭТ-Э 3, пленки ПЭТ-Э 3 и изоляционного слоя 2, изоляционного слоя 2 и экрана 4, что обуславливает появление электрических зарядов. Присутствует тройное трение. Таким образом, увеличивается количество контактов.In the proposed cable, the triboelectric effect occurs during friction of the inner conductor 1 and the PET-E 3 film, the PET-E 3 film and the insulating layer 2, the insulating layer 2 and the screen 4, which leads to the appearance of electric charges. There is triple friction. Thus, the number of contacts increases.

В случае применения пленки ПЭТ-Э увеличивается вероятность соприкосновения с ним внутреннего проводника вследствие неровностей поверхностей на отдельных участках, против идеально ровной внутренней поверхности изоляционного слоя.In the case of using a PET-E film, the likelihood of contact of the inner conductor with it increases due to surface irregularities in individual areas, against a perfectly even inner surface of the insulating layer.

Таким образом, конструктивные решения, примененные в кабеле, выгодно отличают его от известных решений. При этом уровень сигнала более чем в 6 раза выше сигнала прототипа.Thus, the design solutions used in the cable distinguish it from known solutions. Moreover, the signal level is more than 6 times higher than the signal of the prototype.

Заявляемый кабель обладает новизной, промышленно применим, и обладает рядом преимуществ перед известными аналогами.The inventive cable has novelty, is industrially applicable, and has several advantages over well-known analogues.

Источники информации:Information sources:

1. Патент РФ №104694, 14.01.2011 г., МПК G01В 7/00.1. RF patent No. 104694, 01/14/2011, IPC G01B 7/00.

Claims

A triboelectric cable containing an internal conductor in the form of a spiral of metal wires placed inside a hollow dielectric layer, a screen made of aluminum foil-coated polymer tape, external conductors located between the screen and the dielectric layer, and a protective sheath made of a polymeric material, characterized in that it is inside the hollow dielectric PET-E polyethylene terephthalate film with positive overlap is longitudinally laid on the insulating layer, and the screen is made in the form of a braid or winding with a density of ytiya not less than 85% of copper wires furthermore additionally comprises a screen as a braid or coil of steel wires, which is superimposed on top of another outer shell made of polymeric materials.