Устройство для измерения давления горячих газов Советский патент 1957 года по МПК G01L9/10 G01L19/04 

Известны устройства для измерения давления при повышенных температурах с помощью индуктивных датчиков, использующие для температурной компенсации дополнительные датчики.

В этих устройствах мембрана компенсационного датчика защищена от непосредственного воздействия среды, давление которой измеряется, а равенство температуры достигается благодаря высокой теплонроводности корпусов, в которых датчики монтируются.

В отличие от известных устройств для измерения давления при повыщенных температурах, описанное ниже устройство может быть использовано и в тех случаях, когда выравнивание температуры датчиков не может быть осуществлено без непосредственного воздействия измеряемого давления на мембрану компенсационного датчика.

На чертеже изображено устройство для измерения давления горячих газов в трех проекциях.

Внутри полого железного цилиндра / посажены на клею и зафиксированы кольцевыми гайками 2 две мембраны из пермаллоя: рабочая 3 и компенсационная 4. В цилиндр / ввинчен железный полюсный наконечник 5. Для герметизации между цилиндром / и наконечником 5 вложена прокладка 6 из красной меди.

В осевое отверстие наконечника 5 на ложе запрессован эбонитовый каркас 7 с обмоткой и железным сердечником 8. Из камеры между мембранами 4 к 3 выведены медные трубки для сообщения с исследуемым объемом.

Цилиндр / помещается между двумя железными стойками 5 и /& и может перемещаться вдоль горизонтальной оси по внутренним цилинд|1ическим поверхностям. Левая половина внещней поверхности цилипдра имеет нарезную часть, на которую навинчена гайка //с пасечкой на наружной поверхности. Стойки 9 и W установлены так, что гайка 11 может с трением проворачиваться от усилия руки. При этом цилиндр перемещается горизонтально вместе с мембранами и наконечником 5 относительно стоек. В левую стойку 10 ввинчен полюсный наконечник 12 с

катушкой и сердечником. При перемещении цилиндра 1 меняется воздушный зазор между мембраной 4 и наконечником 12, чем и осуществляется балансировка.

Положение наконечника 12 фиксируется стопорным винтом 13. Враихательному движению цилиндра / н)еиятствуют выводные трубки, которые упираются в края паза, имеющегося в стенке стойки 9. По окоь чании балансировки положение цилиндра / фиксируется двумя стопорными винтами 14. Стойки 9 10 винтами /5 крепятся к стальному основанию 16, в котором на изолирующих втулках укреплены три клеммы 17, служащие для зажима проводов, питающих обмотки катушек индуктивности.

Снаружи устройство защищено кожухом 18 из дюралюминия, который крепится к основанию двумя винтами.

Толщина рабочей мембраны 3 выбирается в соответствии с величиной измеряемых пульсацией давления, а толщина компенсационной мембраны 4 берется несколько большей (например в 1,5 раза). Зависимость стрелы прогиба мембраны от приложенного давления оиределяется известной формулой:

8 0,3 - стрела прогиба

где:

мембраны,

Р - давление на см , а-диаметр мембраны, h - толщина мембраны. Температурный прогиб для обеих мембран 3 и 4 пропорционален первой степени толщины, при незначительной разнице в толщинах мембраны деформируются таким образом, что их зазоры с полюсными наконечниками меняются на равные величины, и баланс измерительного моста не нарушается. Для того, чтобы рабочая 3 и компенсационные мембраны 4 при нагревании прогибались в противоположные стороны, им заведомо приданы незначительные начальные деформации в соответствующих направлениях при закреплении их в устройстве. Для этого кольцевые поверхности, на которых лежат края мембраны и поверхности кольцевых гаек 2, фиксирующие края мембраны, имеют незначительный наклон, заставляющий слегка прогибаться в стороны соответствующих полюсных наконечников. При изменении давления в рабочей камере между мембранами 3 т 4 нроисходит деформация рабочей мембраны 3, в то время, как комненсационная мембрана 4 деформируется гораздо слабее. В результате, мост разбалансируется, и напряжение небаланса подается на вход измерительного усилителя.

Наличие двух выводных трубок 19 позволяет измерять разность давлений в двух точках.

Предмет изобретения

Устройство для измерения давления горячих газов, включающее в себя рабочий и компенсационный индуктивные датчики, отличающеес я тем, что, с целью обеспечения температурной компенсации при невозможности выравнивания температуры рабочего и компенсационного датчика без непосредственного воздействия на мембраны компенсационного датчика измеряемого давления, мембрана компенсационного датчика выполнена толще, чем мембрана рабочего датчика.

id

10

2J 11 U 2

:/ т г Л Л