Емкостной датчик давления Советский патент 1985 года по МПК G01L9/12 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к датчикам регистрации давления воздушных и жидкостных ударных волн.

Известен емкостной датчик давлени содержащий две мембраны, между которыми установлен неподвижный электрод ) ,

При измерении импульсного давлени таким датчиком после прохождения импульса мембрана продолжает колебатся, внося погрешность в измерения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сзщности и достигаемому эффекту является емкостной датчик давленияJ содержащий два подвижных электрода, меаду которыми расположен неподвижный электрод 2j .

Конструкция датчика позволяет компенсировать погрешности, вызываемые влиянием инерционных сил, действующих на подвижные электроды датчика. Но погрешность, вызываемая колебаниями подвижной части датчика после прохождения импульса давления, не компенсируется, что снижает точность измерения импульсных давлений.

Цель изобретения - повьшение точности при измерении импульсных давлений и упрощение конструкции,

Поставленная цель достигается тем, что в емкостном датчике давления, содержащем два подвижных электрода, между которьми с зазором расположен неподвижный электрод, подввдсные электроды выполнены в виде плоских упругих мембран, которые по контуру скреплены между собой, а неподвижный электрод выполнен в виде диска, установленного между мембранами и снабженного по периферии изоляционными шайбами, причем снаружи каждой мембраны установлена жесткая перфорированная пластина.

На чертеже показана конструкция предлагаемого датчика.

Датчик содержит две плоские мембРС.К& 1 с краевыми втулками из высокопрочной пружинной стали, обращенными одна к другой торцами,, Между мембранами 1 расположен металлический неподвижный электрод 2, выпол,венный в виде диска с конусообразными торцевыми углублениями. Диск зажат в центре корпуса с помощью двух шайб,3 из материала с высокими электроиэоляционньми и уплотняющими свойстйами, например фторопласта.

Мембраны покрыты перфорированными пластинами 4 с толщиной и жесткостью большими, чем у мембран. Пластины эти плотно прижаты к мембранам 1 if винтами 5.

В боковой стенке втулок выполнено отверстие, в которое впаяна экранирующая оплетка отрезка гибкого коаксиального кабеля 6, Центральная жила кабеля припаяна к внутреннему электроду 2. Другой конец отрезка коаксиального кабеля присоединен к экранирующему хвостовику 7, в котором установлен согласующий трансформатор 8, защищенный амортизирую1цими прокладками 9. Через разъем 10 датчик присоединен к электронному блоку 11, к выходу которого присоединен запоминающий осциллограф 12.

При эксплуатации датчик сочленен с отверстием в стенке 13 .оборудования, ограничивающей объем, заполненньй жидкостью или газом, испытывающими импульсные или пульсирукнцие давления. Плотный прижим датчика к отверстию осуществляется с помощью пробки 14.

Датчик работает следующим образом

Импульсное (пульсирукицее) давление жидкости или газа через отверстия в лластИне 4 подводится к мембране 1, которая прогибается, приближается к внутреннему электроду 2, вызывая изменение электрической емкости конденсатора, образованного приближающимися поверхностями. Это изменение емкости, несущее информацию о регистрируемом импульсе, преобразуется в электрический сигнал напряжение сложной формы с помощью электрической измерительной цепи, в которую входят отрезок коаксиального кабеля 6 и согласующий трансформатор 8. Электрический сигнал, окончательно сформированный в блоке 11, подается на вход запоминающего осциллографа 12, на экране которого регисрируется импульсный или пульсирующий процесс в жидкости или газе.

Под влиянием измеряемого импульса подвижные мембраны датчика совершают небольшие колебания и вызывают паразитные изменения емкостей между элементами чувствительного измерител.ного преобразователя. Однако эти паразитные изменения взаимно компенсируются . 3 Возбуждение упругих мембран ро затухает от соприкосновения перфорированными пластинами, и 11505004 быст- чик принимает исходное состояние с перед приходом следующего импульса дат- пульсирующего процесса.

ЕМКОСТНОЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий два подвижных электрода. между которыми с зазором расположен неподвижный электрод, отличающийся тем, что, с целью повьопения точности при измерении импульсных давлений и упрощения конструкции, подвижные электроды выполнены в виде плоских упругих мембран, которые по контуру скреплены между собой, а неподвижный электрод выполнен в виде диска, установленного между мембранами и снабженного изоляционными шайбами, причем снаружи каждой мембраны установлена жесткая перфорированная пластина.