Частотный преобразователь давления Советский патент 1983 года по МПК G01L11/00 

Изобретение относится к контрол .но-иэмерительной технике в основном для измерения давления газов. Известны частотные преобразователи давления, содержащие корпус, тонкбстенный цилирдрический резонатор, внутренняя полость которого соединена с приемным штуцером, и расположенные снаружи резонатора ,системы возбуждения и съема колебаний ij. Однако указанные преобразователи характеризуются недостаточно вы1соко точностью измерения из-за во.зможнос ти загрязнения рабочей полости резонатора. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является частотный преобразователь давления содержащий корпус с установленным в нем цилиндрическим резонатором, выполненным с утолщенным основанием системы возбуждения и съема колебаний и приемный штуцер, внутри которого .расположен цилиндрический вкладыш с пазами вдоль образующей 2j. Недостаток: известного преобразователя заключается в возможности загрязнения рабочей полости резонатора, что снижает точность измерений. В преобразователях такого типа для защиты от загрязнения рабочей полости резонатораиспользуются филь ры, которые хотя и могут обеспечить достаточную защиту от загрязнений, но создают большое торможен.ие поток измеряемого газа, ухудшая тем CEINEMM аэродинамкческие характеристики пре образователя. При этом чем мельче о верстйе фильтрукяцего элементаj тем лучше его защитные свойства и тем больше торможение газового потока. Кроме того, аэродинамические требования, предъявляемые для измерения воздушных параметров летательных аппаратов, настолько высоки, что в качестве фильтрующих элементов приходится ставить сетки с довольно крупными отверстиями. Такие сетки способны защитить только от крупных частиц, которые могут заклинить резонатор.и привести к отказу часто нрго преобразователя. Необходимость аащиты поверхности резонатора от пыли продиктована условиями его работы. Цель изобретения - повышение точ ности и надежности работы за счет уменьшения загрязнения внутренней рабочей полости резонатора. Указанная цель достигается тем, что в частотном преобразователе да Ленин, содержащем корпус с установ ленным в нем цилиндрическимрезона тором, выполненным с утолщенным ос нованием, системы возбуждения и съ ма колебаний, и приемный штуцер, внутри которого расположен цилиндраческий вкладыш с пазами вдоль образующей, приемный штуцер снабжен внешней кольцевой оболочкой, жестко соединенной с корпусом, при этом объем, образованный внешней оболочкой и штуцером, равен рабочему объему резонатора,, а расстояние по диаметру между пазами вкладыша больше наружного диаметра резонатора, причем резонатор закреплен так, точасть его основания расположена в полости, образованной внешней кольцевой оболочкой. На чертеже представлен предлагаеMtsfi пр.еобразователь давления. Частотный преобразователь давления содержит штуцер 1, образующий с пер-едней стенкой корпуса 2 до.полнительный объем 3, вкладыш 4, закрепленный в раси ирекной части штуцера, цилиндрический резонатор 5, систему 6 возбуждения и съема колебаний, каналы 7 и рабочий объем 8. Утолщенное основание резонатора 5 образует на торце корпуса кольцевой выступ 9. Преобразователь работает следующим образом. При подаче или изменении давления поток газа поступает, в штуцер 1, затем с помощью вкладьииа 4 разветвляется по каналам 7. В каналах поток ускоряется и разгоняет содержащиеся в нем твердые частицы. Выйдя из каналов 7, поток расщепляется на два потока, один из которых отклоняется в сторону дополнительного объема 3, а другой - в сторону рабочего объема 8. Предположим, что преобразователь давления находится в положении штуцером 1 вверх и никакого существенного изменения давления при этом нет например, при испытаниях, транспортировке и на борту летательных аппаратов . В этом случае достаточно крупная частица, попавшая в штуцер или задержавшаяся на стенках каналов, при сотрясениях упадет вниз под действием гравитации на перегородку, а если бы каналы находились на расстояниях менее наружного диаметра, резонатора, частица упала бы в резонатор. В предлагаемом преобразователе частица попадает в дополнительный объем и при дальнейших его поворотах не может попасть в полость резонатора за счет кольцевого выступа. В другом случае частица, имеющая достаточную массу, срывается со сте.нок сильным потоком (положение преобразователя может быть любым). При больших энергии и размерах каждой частицы, последняя ударится и отскочит. Этот случай в преобразователе давления наименее вероятен, поскольку его входной штуцер обычно

защищен фильтром грубой предварительной очистки.

Если размеры и энергия частицы малы, она может быть отклонена потоком, идущим в рабочий об.ъем резонатора (случай отсутствия дополнительного объема).

Наличие дополнительного объема обеспечивает одновременное воздействие на прямой поток газа двух сил силы всасывания в полость резонатора в одну сторону и силы всасывания ПОЛОСТЬЮ) дополнительного объема в другую сторону, что позволяет направить основной поток в сторону дополнительного объема, т.е. направит основную часть загрязнения в дополнительный объем поскольку этому способствует направление каналов.

Такое всасывающее воздействие дополнительного объема необходимо

для частиц, имеющих малую кинетическую энергию, но большую по сравнению с энергией молекул гаэа.

Для крупных частиц всасывающий эффект дополнительного объема приводит к увеличению скорости и длительности потока в каналах, так как дополнительный объем увеличивает общий объем приемной полости датчика. В самом дополнительном объеме ско

0 рость газа резко падает и частицы высаживаются на его стенки под дей1ствием гравитации.

Таким образом, использование пред 5 лагаемого преобразователя давления позволяет повысить точность измерений за счет уменьшения загрязнения рабочей полости резонатора, при этом аэродинамические характеристики преобразователя не ухудшаются.

ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ, содержащий корпус с устанойленным в нем цилиндрическим резонатором, выполненным с утолщенным основанием, системы возбуждения и съема колебаний, и приемный штуцер, внутри которого расположен цилиндрический вкладыш с пазями вдоль образующей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы за счет уменьшения загрязнения внутренней рабочей полости резонатора, в нем приемный штуцер снабжен внешней кольцевой оболочкой, жестко соединенной с корпусом, при этом объем, образованный внешней оболочкой и штуцером, равен рабоче объему резонатора, а расстояние по диаметру между пазами: вкладыша больше наружного диаметра резонатора, причем резонатор закреплен в корпусе так, что часть его оргнования расположена в полости, образованнрй внешней кольцевой оболочкой, jg сд о tsD