Пьезоэлектрический преобразователь пульсаций давления Советский патент 1983 года по МПК G01L9/08 

Изобретение относится к коатропьно- измерительной технике, в частности к устройствам цпя измерения цавпения и пульсаций аавпения скоростного напора и nolOKax жидкости ипи газа. „ Извест11ы преобрааоватегга цавпения, содержащие корпус с размещенным в йем пьезоэпементом., вы ходящим за его торец , Основным недостатком устройств ,является низкая помекозатдишенность от акустическик и тепповык шумо в измеряемой среце. Известен, также преобразователь пульсаций цавпения, соцергкащий основа- ние И цва сферических пьезоэпемента с эпектроцами, соединенными электрически встречно, первый из которык покрыт по внешней поверхности, обращенной к измеряемой среце, защитным нокрь(тием Нецостатками такого устройства яв пяются большие габариты и низкая защи щенность от температурных неоднороц- . ностей в потоке измеряемой среды Цель изобретения уменьагение габа- ритов и повышение точности измерения в условиях нестационарной температуры измеряемой среды. Поставленная цепь цосткгается тем, что в пьезоэлектрическом преобразовате ле пульсаций аавпения, содержащем осно вание и цва сферических пьёзоэлемента с электродами которые -соединены один с другим эпектрически встречно и первы из которых покрыт по внешней поверхности/ обращенпой к измеряемой среде, заол-гг- покрытием,пьезоэпементы закреппе БЫ на основании оцин относитепьно цругого концапгричпо, причем внешняя пове ность второго пьёзоэлемента по перифе рии контактирует с внутренней поверкностью первого пьёзоэлемента через эпектроцроводную кольцевую проклацку,, а защитное покрытие первого пьезоэле мента вынопнено в виде чередующихся споев теппоизоляционного и теппопровод шегр материапов. На чертеже JL представлен преобра зователь, разрез; на фиг. 2 - электриче кая схема соединения его эпектроцов. Преобразователь состоит из защитног покрытия 1, цвух пьезоэпементов 2, выпопненных в вице погаых полусфер, с эпектроцами 3, кольцевой прокладки 4 и основания 5. Заиштное покрытие 1 состоит из чередующихся споев теппоизопяционного и теппопровоцяшего материапов, например попиуретанового пака с напопнитепем и серебра. Преобразователь работает спецующим образом. Пульсации аавпения воздействуют через покрытие 1 на первый пьезоэпемент, который генерирует электрическое напряжение пропорционально ведичине возцействия. Пр)и этом электрическое напряжение на втором пьезоэпементе не возникает, т. к. он отделен от первого прокладкой 4. На выходе преобразовате-. ля появляется электрический сигнал, пропорциональный величине пульсаций давления,, Теппопроводяшие слои защитного покрытия 1 служат ц ля выравнивания пупьсаций температуры среды по поверхности преобразователя, а теплоизоляционные слои - для усреднения во времени флуктуации температуры,Мецленные изменения температуры измеряемой срецы через основание. 5 преобразователя воздействуют на оба ньезоэлемента 2 одинаковым образом,что приводит к электрической компенсации сигналов на вьгходе преобразовате- Д1Я. Аналогичным образом происхоцит компенсация акустических сигналов, так как м лаяширина газового промежутка между пьезоэлементами 2 практически не впияет на прохождение акустической волны. Для обеспечения необхоцш гой ширины газового зазора размеры прокладки 4 выбирают из условия , пр h« где } - толщина проклацки; Дпр . приведенная длина звуковой вопнь в пьезоэлементе. При этом наружные диаметры пьезоэлементов 2 и прокладки 4 ра.вны, внутренний циаметр прокладки выбирается из условия 5прокл 5n3,® npovA 5 пэ площадь прокладки и пьёзоэлемента соответственно. Концентричное размещение пьезоэле- ментов 2 друг относительно друга позволяет уменьшить размеры преобразователя при сохранении высоких метрологических свойств преобразователя.

Фиг. 2

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ, соаержашнй основание и два сферических пьезоэпемента с эпектроцами, которые соецинены оцин с цругим электрически встречно и из кото рых покрыт по внешней поверхности, обращенной к измеряемой среде, заиштным покрытием, отличающийся тем, что, с цепьюуменьшения габа- i ритов и повышения точности измерения в усповиях. нестационарной температуры измеряемой среоь:, в нем пьезоэпементы закреппены на основании один относительно другого концентрично, причем внешняя поверхность второго пьезоэпемента по периферии контактирует с внутренней поверхностью первс го пьезоэпемента через электропроводную кольцевую прокпвцку, а защитное покрытие первого пьезоэлемента выполнено в вице § чередующихся споев теппоизопящионного и теплопроводящего материалов. (Л