Способ измерения давления и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК G01L11/00 

Изобретение касается контрольноизмерительной технике и предназначается для измерения давления в раз личного рода испытуемых стендах и промышленных установках. Известны способы измерения давления, основанные на преобразовании давления в перемещение упругого элемента и измерении этого перемещения Cl. Известные способы Характеризуются недостаточной точностью при изме рении низких давлений. Известен также способ измерения давления, основанный на присоединении полости по одну сторону диафрагмы датчика давления к емкости опорного давления, а полости по другую сторону - к объему с измеряеко зм давлением и измерении перемещения диафрагмы t lНедостатками известного способа являются низкая точность и достоверность получаемых результатов измерения, вследствие гистерезиса диафрагии в процессе измерения. Цель изобретения - повышение -точности и надежности результатов измерений. Поставленная цель достигается те что согласно способу измерения давления, основанному на присоединении полости по одну сторону диафрагмы датчика давления к емкости опорного давления, а полости по другую сторону - к объему с измеряемым давлен ем и измерении перемещения диафрагмы, до измерения и после измерения в емкости опорного давления возбуждают серию чередующихся импульсов давления, затухающих во времени по экспоненциальному закону, и воздействуют ими на одну и на другую стороны диафрагмы со сдвигом во времени. Поставленная цель достигается те что устройство для измерения давления, содержащее дифференциальный датчик давления с корпусом, двумя катушками индуктивности и размещеиной между ними диафрагмой, образующей в корпусе датчика полости измеряемого и опорного давлений, и емкость опорного давления, присоединенную к датчику, снабжено акустической линией Зсщержки, разрядньо) устройством, батареей разрядных кон денсаторов и переключающим клапаном, причем емкость опорного давления выполнена в виде цилиндра из изоляционного материала, разрядное устройство связано с батареей конде саторов и размещено в дне цилиндра, полость которого соединена с полостью опорного давления датчика, а полость измеряемого давления датчика присоединена к полости цилиндра через переключающий клапан и акустическую линию задержки. При этом акустическая линия задержки выполнена в виде телескопической трубки. На чертеже приведена схема устройства, пояснякадая существо способа и возможность его осуществления. Устройство для измерения давления, состоит из корпуса 1 с размещенными в нем двумя катушками индуктивности 2 и находящейся между ними диафрагмы 3,которая вместе с корпусом 1 образует полость опорного давления 4 и полость измеряемого давления 5. Полость 4 соединяется с емкостью опорного давления б, выполненной в виде цилиндра из изоляционного материала, например стекла. Полость 5 присоединена к цилиндру б через канал 7, выполненный в виде телескопической трубки, и переключающий клапан 8. в емкости опорного давления б размещено разрядное устройство 9, выполненное, например, в виде полого металлического цилиндра с осевым металлическим стержнем. Разрядное устройство 9 электрически соединено через пусковое реле 10 с батареей разрядных конденсаторов 11, которые, в свою очередь, присоединены к зарядному устройству (на чертеже не показано) . Батйрея разрядных конденсаторов 11 представляет собой набор высоковольтных конденсаторов общей емкостью 100-500 мкФ. Катушки индуктивности 2 присоединены к измерительно-регистрационной аппаратуре (на чертеже не показано). Переключающий клапан 8 представляет собой электрически управляемый пневмоклапан с двумя рабочими положениями: одно - присоединяет полость измеряемого давления 5 к объему измеряемого давления 12, второе - присоединяет полость измеряемого да,вления 5 к каналу 7 и через него к цилиндру 6. Способ измерения давления реализуется с помощью Предлагаемого устройства следукяцим образом. Полость 5 через клапан 8 присоединяется к объему измеряемого давления 12. Емкость опорного давления б заполняется газом до давления, величина которого близка к предполагаемой величине измеряемого давления. Заполнение емкости 6 происходит через штуцер (на чертеже не показан), а величина создаваемого в емкости б давления контролируется образцовым манометром (на чертеже не показан). Перед началом измерений диафрагма 3 из-за явления гистерезиса не выходит на свое начальное (исходмое)положение. В этот момент вреN HM клапаном 8 отсоединяют полость измеряемого давления 5 от объема измеряемого давления 12 и присоединяют эту полость каналом 7 к цилиндру 6. Включают замыкающие контакты реле 10 разрядного устройства 9, подавая на его электроды импульс электрического напряжения 1,5-5 кВ. Между электродами разрядного устройства 9 происходит электрический разряд длительностью порядка 100-500 мкс и энергией порядка нескольких кДж.

Образовавшийся в результате этого процесса импульс давления, соизмеримый по величине с предполагаемой разностью измеряемого и опорного давлений, длительностью 0,2-0,3 мс распространяется вдоль цилиндра 6 и воздействует на диафрагму 3 со стороны полости опорного давления 4. Почти такой же по амплитуде импульс давления по каналу 7 попадает на диафрагму 3 с другой ее стороны, но с задержкой по времени.

Импульс давления в цилиндре 6, отражаясь от его торца, возвращается назад к разрядному устройству 9, где после нового отражения приходит к диафрагме 3 с меньшей амплитудой. При высоте цилиндра б меньшей 30 его диаметров получаемые импульсы давления характерны для взрывного процесса. При высоте цилиндра б более 100 его диаметров процесс получается волновой, но с большой скоростью затухания отраженных импульсов давления. Регулировка времени запаздывания прихода импульсов через канал 7 в полость 5 осуществляется изменением длины канала 7.

Таким образом, формируется процесс, при котором на диафрагму 3 действуют чередующиеся импульсы давления то с одной ее стороны, то с другой. Величина действукяцих импульсов убывает по экспоненциаль0ному закону.

Результатом действия такой серии импульсов является устранение влияния гистерезиса на установление диафрагкш в исходное нулевое

5 положение. Положение диафрап м фиксируется с помощью катушек индуктивности 2 и измерительно-регистрационной аппаратуры. После этого полость 5 с помощью клапанй 8 от-.

0 ключают от канала 7 и подключают к объему измеряемого давления 12. Диафрагма 3 принимает, новое положение, соответствующее разности давлений в полос тях 5 и 4. Это положение

5 диафрагмы 3 также фиксируют с помощью измерительно-регистрационной аппаратуры.

Таким образом, перед измерением разности давлений в объеме измеояе0 мого и емкости опорного давлений и после измерения этой разности определяют с повышенной точностью начало отсчета и тем самым обеспечивают высокую точность измерений 5 давления по дифференциальному методу.

1. Способ измерения давления, основанный на присоединении полости по одну сторону диафрагмы дат- чика давления к емкости опорного давления, а полости по другую сторону - к объему с измеряемым давлением, и измерении перемещения диафрагки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности результатов измерений, до измерения и после измерения в емкости опорного давления возбуждают серию чередующихся импульсов давления, затухающих во времени по экспоненциальному закону, и воздействуют ими на одну и на другую стороны диафрапиьз со сдвигом во времени. 2.Устройство для измерения давления, содержащее дифференциальный датчик давления с корпусом, двумя катушками индуктивности и размещенной между ними диафрагмой, образующей в корпусе датчика полости измеряемого и опорного давлений, и емкость опорного давления, присоединенную к датчику,, отличающееся тем, что оно снабжено акустической линией задержки, разрядным устройством, батареей разрядных конденсаторов и переключающим клапаном, причем емкость опорного давления выполнена в виде цилиндра из изоляционного материала, разW рядное устройство связано с батареей конденсаторов и размещено в дне цилиндра, полость которого соединена с полостью опорного давления датчика, а полос.ть измеряемого давления датчика присоединена к полости цилиндра через переключающий клапан и акустическую линию задержки. 3.Устройство по п.2, отлио: чающееся тем, что в нем со акустическая линия задержки вьтолнена в виде телескопической трубки.