Устройство для динамической градуировки датчиков давления Советский патент 1984 года по МПК G01L27/00 

Изобретение относится к приборост хэению, в частности, к устройствам для градуировки датчиков давления.

Известны устройства для градуировки датчиков давления, содержащие резонансную трубу, внутри которой возбуждаются колебания давления Cl}.

Однако процесс градуировки на данном устройстве достаточно сложный и. трудоемкий.

Наиболее близким к изобретению по-технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для динамической градуировки датчиков давления, содержащее привод с регулируемы числом оборотов, связанный с валом с насгокенни-ш на нем профилированными кулачками, сопряженными с подвижным центром упругого сильфрна, и рабочую камеру с горловинами для подсоединения датчиков, соединенную с источником статического давления С2.

Недостатками известного устройства являются большая сложность регули рования амплитуды давления, поскольку для этого необходимо разбирать корпус стенда и заменять либо кулачок, либо сильфон, а также наличие высокого давления внутри стенда. Работы по снятию и подаче давления осо бенйГ) опасйы и требуют поэтому большой внимательности.

Наличие жидкости внутри корпуса приводит к необходимости ее вакуумирования (удалению растворенных газо после замены кулачков, так как прису ствие газовых пузырьков вносит сильную погрешность в работу стенда.

Кроме того, наличие сальников (для ввода вала ) и утечки через них .приводит к необходимости, введения в состав стенда компенсатора утечки, что усложняет конструкцию и эксплуатацию стенда.

Расположение внутри вала корпуса стенда вала с профилированными кулачками приводит к увеличению диаметра корпуса, а значит, и к увеличению толщины стенок корпуса, -при прочих равных условиях. Наличие сальников и трения в них приводит к использованию приводов большой мощности. Все это значительно увеличивает массогабаритные характеристики стенда и этим затрудняет его транспортировку для использования в полевых уелоВИЯХ.

Цель изобретения - ускорение и упрощение процесса градуировки.

Поставленная цель достигается тем что в устройсггво для дингилической градуировки датчиков давления, содер жащее основание, два привода с регулируемым числом оборотов, каждый из которых связан с валом с насаженньлю на нем профилированными кулачками,.

сопряженными с подвижньм центром упругого сильфона, и рабочую камеру с горловинами для подсоединения датЧ1/ков, соединенную с источником статического давления, введены дополнительный сильфон, подсильфонная по-, лость которого сообщена с полостью рабочей камеры, а нгщсильфонная полость - с полостью упругого сильфона заполненного жидкостью, и вертикально расположенный цилиндр с введенным внутрь него сменным стержнем, закрепленный на основании устройства, при этом полость цилиндра заполнена -жидкостью и соединена с надсильфонной полостью дополнительного сильфона.

В устройство введен также второй дополнительный сильфон, подсильфонная полость которого сообщена с полостью рабочей камеры, а надсильфонная полость - с полостью упругого . В состав устройства введены два набора упругих сильфонов.

На чертеже схематически изображено устройство динамического давления

Устройство содержит гидравлический пресс 1 соединенный с рабочей камеро.й 2 и манометром 3. Рабочая камера 2 имеет несколько горловин 4, куда устанавливаются испытываемые датчики 5. Упругий элемент 6 разделяет вторую камеру 7 и рабочую камеру 2. Вторая камера 7 гидравлически соедине ра с расположенными на основании стенда дополнительным сильфоном 8 и полым цилиндром 9. Полый цилиндр9 расположен на основании стенда вертикально и имеет верхний открытый в атмосферу конец. При необходимости поперечное сечение цилинд 1а 9 изменяется путем размещения в нем стержней 10 различного диаметра. Силь-фон 8 взаимодействует с кулачком 11, расположенньм на выходном валу 12 привода 13. Все камеры заполнены маслянистой жидкостью с малым содержанием воды, например, полисилоксановой жидкостью или трансформаторным маслом. Выбор масла в качестве рабочей жидкости объясняется тем, в камеру 2 жидкость заливается отвакуумированной, а при вакуумировании жидкости, содержащей воду в достаточном количестве, вода переходит в газообразное состояние. Образующиеся при этом пузырьки газа вносят искажение при работе стенда и поэтому нежелательны. Следует также отметить что жидкость заполняет полый цилиндр 9 частично и имеет свободную поверхность, сообщёшцуюся с атмосферой, поскольку верхний конец полого цилиндра 9/Открыт а .

Упругий элемент 6 также представляет собой сильфон (подпружиненный ) и его характеристики значительно отличаются от характеристик дополнительного сильфона 8, Это отличив объясняется тем, что упругий элемент б разделяет камеры с большим и малым статическим давлением, тогда как разница давлений, воздействующая на сильфон 8, незначительна.

Устройство работает следующим образом.

Гидравлическим прессом 1 создается требуемое статическое давление в камере 2, которое контролируется манометром 3. При подаче напряжения привод 13 начинает вращаться и пере,дает вращение профилированному кулачку 11, закрепленному на выходном валу 12, Редуктор, входящий в состав привода, позволяет в широких пределах изменять частоту вращения кулачков путем изменения скорости вращения вала 12. Кулачок 11 взаимодействует с сильфоном 8. Изменение объема сильфона 8 вызывает изменение высоты столба жидкости в цилиндре. 9, что приводит к изменению давления на упругий элемент 6 со стороны второй камеры 7. Через упругий элемент 6 динамическое давление передается в рабочую камеру 2 и воспринимается датчиком 5 давления, герметически размещенным в горловингис 4.

Необходимо отметить, что упругий элемент 6 представляет собой подпружиненный сильфон. Пруткина противодействует силе статического давления, в результате чего упругий элемент находится в равновесии. Поскольку пружина используется на линейном участке своей характеристики, изменение давления со стороны кгилеры 7 передаеся в камеру 2 (так как только при этом сильфон будет находиться все время в равновесии сил ). Погрешность передачи динамического давления незначительна.

Поскольку пульссщии давления создаются в камере с мал:зм избыточным давлением, усилия, необходимьве для создания пульсаций, весьма малы. Погследнее позволяет уменьшить размеры приводов и создавать давления малых аштлитуд с большой точностью. Кроме того, вследствие малых усилий, треОуемых для создания динамического давления, появляется возможность расширения значения амплитуд в область верхний значений. ,

Таким образом, расширяется диапазон создаваемого динамического дав ления. Развязка камер 2 и 7 позволяет увеличить величину статического давления, вследствие чего устройст во можетлбыть использовано для исследования да1;чиков более широких классов.и, оперев ат ель но увеличивается область использования стенда.

В состав устройства может быть введен набор дополнительных сильфонов 8, что позволяет генерировать различные амплитуды динамического давления без замены кулачка 11( грубая регулировка).

Амплитуда динамического давления в устройстве регулируется тремя способами: взаимодействием кулачка 11 с сильфонами 8 различной площади/ заменой кулачка 11 (эти два способа аналогичны используемым в известном устройстве ), изменением поперечного сечения полости цилиндра 9 путем размещения в нем стержней 10 различных диаметров. При этом с1МШ1итудадинамического увеличивается, так как .при том же объеме жидкости, йытесняемой из сильфона В., уровень жидкости изменяется (по высоте) тем больше чем меньше поперечное сечение полости цилиндра 9, в которс расположен стеркень 10. Набор занумерованных стержней 10 позволяет плавно регулировать амплитуду давления и увеличивать ее до 5 раэ при неизменных кулачке 11 в сильфоне 8.

Следует отметить, что третий способ регулирования амплитуды динамического давления позволяет регулиро вать амплитуду в процессе работы стенда (даже когда работает ; при- вод 13), а сама регулировка сводит простой операции - помещению в 11и;1индр 9 стержня 10 за номерсм Lt пряя которсвл амплитуда увеличивается в к раз.

Конструкций устройства выполнена таким образом, что вал редуктора 12 и кулачок 11 расположены в воздухе открыто, а не защищены корпусом, как в известном устройстве. Кроме того, вал 12 сделан съемньм, что по зволяет легко заменить кулачок 11. Кулачок 11 может скользить вдоль ва:ла 12 и закрепляться над любым сильфоном 8. При этом статическое давление с Датчиков 5 не снимается, в результате чего время настройки стенда и время работы на нем уменьшаются, что упрощает эксплуатацию стенда и:/увеличивает эффективность его использования.«

Наличие в составе устройства двУз ПЕМВОДОВ 13 позволяет задавать различные скорости вращения кулачкам 11 ,что позволяет значительно разнообразить форлу динамического давления (при проверке работоспособности датчиков ) без замены кулачков 11.Последнее также позволяет упростить эксплутацию устройства.

Для визуальной проверки регулйробки амплитуды динамического давления в сочетав устройства могут быть в едеS1081450

ны прозрачная измерительная трубка и ния жидкости. 11вмерительная трубка одним линейка, с ncwontbio которых осуществ- концом подключена к кёМёрГеТТадругой ее ляется иэмерецие размаха уровня движе-конец открыт в атмосферу.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ГРАДУИРОВКИ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ, содержащее основание, два привода с регулируемым числом оборотов, каждь из которых связан с валом с насаженными на нем п