专利名称：特别用于振动回转仪的谐振器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别用于回转仪的谐振器。
背景技术：
半球形谐振回转仪一般包括二氧化硅形成的半球谐振器，该二氧化硅形成的半球谐振器包括具有支承于支撑杆上的极点的壳体，该壳体包括由半球形内表面以及同心的半球形外表面界定的环形边缘，由此壳体表现出从极点到环形边缘的恒定厚度。这样两个表面的模型是公知的并能以很高的精度加工形成。不过，恒定厚度的壳体表现出具有模态质量(即有效质量小于壳体总质量20％)缺陷。这意味着这无法充分利用二氧化硅的非常低的阻尼性。增加模态质量具有能减少寄生阻尼效果的优点，特别是由于涂覆金属所产生的阻尼；另外还具有减少加工中几何缺陷的相对效果以及增加振动动量的优点。
为了增加模态质量，已提出增加壳体厚度并同时将其保持为常量的建议。不过，壳体厚度的均匀增加将导致谐振频率以与模态质量的增加相同的比例而增加，由此总体性能不令人满意。
此外，由于那些独立于模态质量的原因，在文档FR-A-2792772中已提出建议即增加其环形边缘附近的壳体厚度。可以推导出该结构使通过很小的谐振频率的增加以增加模态质量变得可能。不过，在上述文档中，沿壳体边缘厚度的增加是通过改变界定壳体的内表面和外表面的形状而实现的，由此使壳体加工变得更复杂并增加了加工缺陷出现的风险。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种谐振器，这种谐振器的模态质量大于传统谐振器模态质量，同时保留相对较低的工作频率并保留加工中很大的便利性。
为了实现该目的，本发明提供一种包含壳体的谐振器，该壳体具有由支撑杆支承的极点，该壳体具有由几何上相似并围绕共同的回转轴线延伸的内表面和外表面界定的环形边缘，其中内表面和外表面相对于彼此沿回转轴线偏移，偏移是以下面方式实现的即壳体沿环形边缘表现出来的厚度大于其在极点附近表现出来的厚度。这样，由于仅仅通过使两表面偏移而获得壳体边缘和极点之间的厚度差，可保留加工模型并因此使壳体加工不具有特别的难度。
在本发明的一种较为有利的情形下，内表面和外表面以球形罩的形式出现。并因此仅通过沿回转轴线偏移两个球形罩的中心而获得边缘和极点之间的厚度差。
通过结合附图阅读本发明的下列特定的且非限定性实施例的说明，本发明的其它特征和优点会逐渐浮出水面，该附图是本发明谐振器在垂直周向平面上的截面中的视图。
具体实施例方式
参阅该附图(该图远大于实际尺寸以更好地理解本发明)，该谐振器包括已知方式的壳体1(其所示例子为基本呈半球形的壳体)，它包括支承在支撑杆3上的极点2。壳体1具有由平面P界定的环形边缘4，该平面P垂直于回转轴线R并与内表面5和外表面6相交。
虚线表示当内表面5和外表面6均为中心定于回转轴线R和包含壳体边缘的平面P之间的交点上的半球表面时所获得的形状。在这种情况下，壳体表示出恒定的厚度并且其模态质量很低，如上所述。
在本发明所示实施例中，内表面5以球形盖的形式出现，该球形盖的中心C1相对于包含壳体边缘的平面P向壳体内偏移。另外，外表面6也以一种球形盖的形式出现，该球形盖的中心C2相对于平面P向壳体外偏移。由于这些偏移，可以看出壳体在极点附近的厚度e小于壳体的通常厚度，同时沿壳体边缘4的厚度E大于壳体的通常厚度。通过改变中心C1和C2之间的距离d以及内表面和外表面6的相对半径R1和R2，能获得所要求的壳体厚度的变动。作为一个例子，对直径为20毫米(mm)而厚度为0.7mm的谐振器而言，可使壳体在极点附近保持0.7mm的厚度并沿其边缘具有两倍于极点附近的厚度，由此使模态质量加倍并仅增加谐振器的谐振频率30％。由于壳体沿边缘4的厚度的增加，也可能减少涂覆到壳体的金属覆层的厚度(未图示)，由此减少因为金属覆层所产生的阻尼，同时保持金属涂覆层相同的电阻。另外，机械加工缺陷的相对影响被减半，由此提高了谐振器的工作性能。
当然地，本发明不局限于所示的实施例，在不脱离有权利要求所定义的范围的前提下可提供其它形式的实施例。具体而言，尽管本发明所示出的谐振器的内表面和外表面是球形的，但也可将谐振器做成其它回转表面，具体地说诸表面是抛物线形或椭圆形的，尽管球形表面更易于加工。
尽管本发明被表示成中心C1向罩内偏移的内表面以及中心C2向罩外偏移的外表面，但也可使本发明的谐振器使用不同的偏移。对给定的壳体质量能够获得最大模态质量的结构在于将外表面固定成中心C2位于平面P内的半球形式并使内表面5的中心C1向内偏移距离d。在这种情况下，内表面5占据超过半球的体积，由此内表面5的边缘区略微形成凹角。也可通过适当的加工沿高度d做成圆柱形。在实践中，最佳折衷方案是获得接近半球形的两个球形罩，内表面和外表面的中心被设置在包含环形边缘4的平面P的两侧上，如图所示。
权利要求
1.一种谐振器，包括具有由支撑杆(3)支承的极点(2)的壳体(1)，所述壳体(1)具有由内表面(5)和外表面(6)界定的环形边缘(4)，所述内表面(5)和外表面(6)在几何上相似并沿共同回转轴线(R)延伸，所述谐振器的特征在于，内表面(5)和外表面(6)相对于彼此沿回转轴线偏移以使壳体沿环形边缘(4)表现出来的厚度(E)大于表现在极点附近的厚度(e)。
2.如权利要求1所述的谐振器，其特征在于，内表面(5)和外表面(6)以球形罩的形式出现。
3.如权利要求2所述的谐振器，其特征在于，所述球形罩接近半球形。
4.如权利要求3所述的谐振器，其特征在于，内表面和外表面的中心(C1、C2)在包含环形边缘(4)的平面(P)的各一侧上偏移。
全文摘要
一种谐振器，包括具有由支撑杆3支承的极点2的壳体1，所述壳体具有由内表面5和外表面6界定的环形边缘4，所述内表面和外表面在几何上相似并沿共同回转轴线R延伸，内表面和外表面相对于彼此沿回转轴线偏移以使壳体沿环形边缘4表现出来的厚度E大于表现在极点2附近的厚度e。
文档编号G01C19/56GK1820180SQ200480019511
公开日2006年8月16日 申请日期2004年6月28日 优先权日2003年7月10日
发明者M·詹姆斯, A·金洛伊 申请人:萨甘安全防护股份有限公司