УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК G01L11/02 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к волоконно-оптическим преобразователям давления, и может быть использовано для измерения широкого диапазона давлений жидких и газообразных сред в условиях повышенных температур.

Известно устройство для измерения давления, представляющее собой датчик, содержащий чувствительную мембрану и волоконно-оптический преобразователь, выполненный в виде световодов, соединенных с фотодетектером и излучателем (ЕР №1026439 А2, кл. G 01 H 11/02 от 9.08.2000 г.).

Недостатком данного устройства является относительно низкая погрешность измерения давления, т.к. не учитывается изменение значения давления при изменении температуры измеряемой среды.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является устройство для измерения давления, содержащее термостабильный волоконно-оптический датчик давления с чувствительной мембраной и приемными и осветительными каналами в виде световодов, соединенных, соответственно, с фотоприемником и излучателем (патент РФ №2184945, кл. G 01 L 11/02 от 31.10.2000 г.).

Устройство, описанное в данном патенте, позволяет понизить температурную погрешность датчика за счет использования волоконно-оптического преобразователя, выполненного из термонестабильных волоконных световодов, что позволяет получить одновременное действие противоположно направленных эффектов.

Однако данное решение не обеспечивает требуемой устойчивости теплового дрейфа самого датчика и элементов, входящих в него, что снижает точность измерения давления в широком диапазоне температур.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении точности измерения давления в широком диапазоне температур.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для измерения давления, содержащее волоконно-оптический датчик, в корпусе которого размещена чувствительная мембрана, приемный и осветительный канал в виде световодов, соединенных соответственно с фотоприемником и с излучателем, снабжено дополнительным датчиком, идентичным основному, причем осветительный канал дополнительного датчика соединен с осветительным каналом основного датчика, обеспечивая нерегулярную разводку жгута световодов, при этом дополнительный датчик изолирован от действия давления и доступен для температурного воздействия среды.

На чертеже представлен общий вид устройства для измерения давления.

Устройство содержит основной датчик с корпусом 1, с чувствительной мембраной 2, осветительный канал 3 и приемный канал 4, выполненные в виде световодов. Приемный канал 4 соединен с фотоприемником 5, а осветительный канал 3 соединен с излучателем 6.

На чертеже показан дополнительный датчик с корпусом 7, мембраной 8, осветительным каналом 9 и приемным каналом 10.

Приемный канал 10 соединен с фотоприемником 11, а осветительный канал 9 соединен с каналом 3, обеспечивая при этом нерегулярную разводку жгута световодов, для выравнивания освещенности светового потока по торцу жгута.

Устройство работает следующим образом.

Устройство подводится к измеряемой среде (жидкость или газ), находящейся в каком-либо объеме.

При включении источника питания (на чертеже условно не показан) световой поток от излучателя 6 по каналу 3 и 9 подводится к мембране 2 и 8 и, отражаясь от них, подается по каналу 4 и 10 к фотоприемникам 5 и 11, где преобразуется в электрический сигнал.

При изменении давления мембрана 2 деформируется, что приводит к изменению интенсивности отраженного светового потока пропорционально изменению давления среды, что регистрируется фотоприемником 5.

Одновременно происходит деформация мембраны 8 и элементов датчиков под действием только теплового воздействия, что регистрируется фотоприемником 11.

Это достигается изоляцией дополнительного датчика от действия давления среды (например, введением заглушки между средой и датчиком).

Разность показаний на фотоприемнике 5 и 11 является искомым значением измеренного давления с учетом исключения теплового воздействия на мембрану 2.

Таким образом, данное устройство позволяет повысить точность измеряемых давлений жидкой или газообразной среды с обеспечением компенсации теплового дрейфа датчиков.

Сущность: устройство содержит основной волоконно-оптический датчик и дополнительный датчик, идентичный основному. Каждый датчик содержит корпус, в котором размещена чувствительная мембрана и осветительный и приемный канал в виде световодов. Осветительный канал дополнительного датчика соединен с осветительным каналом основного датчика, обеспечивая нерегулярную разводку жгута световодов. Дополнительный датчик изолирован от давления среды и доступен для температурного воздействия среды. Технический результат изобретения заключается в повышении точности измерения давления в широком диапазоне температур. 1 ил.

Устройство для измерения давления, содержащее волоконно-оптический датчик, состоящий из корпуса, в котором размещена чувствительная мембрана, фотоприемник, приемный и осветительный канал в виде световодов и излучатель, при этом световоды соединены соответственно с фотоприемником и излучателем, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным датчиком, идентичным основному, при этом осветительный канал дополнительного датчика соединен с осветительным каналом основного датчика, обеспечивая нерегулярную разводку жгута световодов, а дополнительный датчик изолирован от давления среды и доступен для температурного воздействия среды.