Магнитоупругий преобразователь давления Советский патент 1985 года по МПК G01L9/16 

. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что в нем полость- внутреннего цилиндра и подводящих трубопроводов разделена продольной перегородкой, соединяющей диаметрально противоположные радиальные стержни на две герметичные камеры , при этом перегородка покрыта с двух сторон герметизирующей оболочкой , а камеры снабжены подводящими и отводящими штуцерами.

1. МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ, содержащий два полых коаксиальных цилиндра, соединенных между собой четным числом радиальных стержней с размещенными на них поочередно измерительной и намагничивающей обмотками, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения давления жидкостей и газов и повьшения чувствительности, он снабжен подводящими трубопроводами с фланцами, герметично прикрепленными к торцовым частям коаксиальных цилиндров, а части стенки внутреннего цилиндра между радиаль ными стержнями через один выполнены вогнутым, при этом внутренняя поверхность внутреннего цилиндра имеет герсл метизирующее покрытие. ел iU :я З: а

Изобретение относится к технике измерения давлений, а точнее к преобразователям, принцип действия которых основан на изменении магнитных свойств материала в зависимости от нагрузки.

Известен магнитоупругий преобразователь давления объемного нагружения, содержащий магнитопровод в виде составного цилиндра, обмоток намагничивания и измерения, расположенных между цилиндрами РД.

Однако этот преобразователь имеет недостаточную чувствительность, при нулевом значении измеряемого давления выходное напряжение не равно нулю и при изменении температуры измеряемой среды характеристики преобразователя изменяются, вследствие чего увеличивается погрешность измерения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является магиитоупруги преобразователь усилий, содержащий два полых коаксиальных цилиндра, соединенных между собой четным число радиальных стержней с размещенными н них поочередно измерительной и намагничивающей обмотками f23.

При изменении давлений с помощью известного преобразователя чувствительность недостаточна, при нулевом значении измеряемого давления выходное напряжение -не равно нулю и при изменении температуры измеряемой ере ды изменяютсяхарактеристики преобразователя, вследствие чего уменьшается точность измерения.

Кроме того, преобразователь невозможно использовать для измерения давления и разности давлений жидкостей и газов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем

измерения давления жидкостей и газов и повышение чувствительности.

Указанная цель достигается тем, что магнитоупругий преобразователь давления, содержащий два полых коаксиальных цилиндра, соединенных между собой четным числом радиальных стержней с размещенными на них поочередно измерительной и намагничивающей обмотками,снабжен подводящими трубопроводами с фланцами, герметично прикрепленными к торцовым частям коаксиальных цилиндров, а части стенки внутреннего цилиндра между радиальными стержнями через один выполнены вогнутьми, при этом внутренняя поверхность внутреннего цилиндра имеет герметизирующее покрытие.

Кроме того, в преобразователе полость внутреннего цилиндра и подводящих трубопроводов разделена продольной перегородкой, соединяющей диаметрально противоположные, радиальные стержни на две герметичные камеры, при этом перегородка покрыта с двух сторон герметизирующей оболочкой, а камеры снабжены подводящими и отводящими штуцерами.

На фиг.1 и 2 представлен преобразователь для измерения давления в двух проекциях; на фиг.З - схема замещения магнитной цепи магнитопровода; на фиг. f н b - преобразователь для измерения разности давлений в двух проекциях.

Преобразователь давления (фиг.1 и 2) содержитзамкнутый в виде полого цилиндра магнитопровод 1 с отверстиями 2 и элементами 3 стенки внутреннего цилиндра, воспринимающими дав|Ление, обмотки намагничивания 4 и измерения 5, расположенные на радиальных стержнях 6, отверстия 7 для креп3

ления, герметизирующую прокладку 8 из мягкого материала, например из резины, металлические шайбы 9, установленные между торцами магнитопровода и прокладкой, и трубопроводы; 10 с фланцами. Элементы 3 стенки внутреннего полого цилиндра магнитопровода через один выполнены вогнутыми. Прокладка 8 герметизирует магнитопровод с отверстиями 2 от измеряемой среды. Ширина элементов 3 меньше ширины внешней части магнитопровода, вследствие чего между шайбами и внутренней поверхностью, воспринимающей нагрузку, образуется свободное пространство. Это исключает возможность возникновения осевого напряжения в магнитопроводе и не препятствует расширению внутреннего диаметра преобразователя при давлении. Обмотки намагничивания чередуются с измерительными обмотками и соединены так, что магнитные потоки этих обмоток в стержнях измерительных обмоток вычитаются (фиг.З). Измерительные обмотки подключены последовательно и выходные напряжения суммируются.

В схеме 4 (фиг.4) , RM мз магнитные сопротивления участков (фиг.З) be, ab, ef, dc, be и cf(ab) соответственно, F - магнитодвижущая сила, созданная обмоткой намагничивания, 9, и Pg - магнитные потоки.

Преобразователь для измерения давления работает следующим образом

При Р О схема симметрична: R,, Кд R Mi RM4 поэтому магнитные потоки , PZ ) через R, результирующий магнитный поток Р - zНа выходе измерительной обмотки напряжение равно нулю.

664

Когда Р О участок ef растягивается, а участок de сжимается, маг нитное сопротивление R увеличивается, а магнитное сопротивление R «i уменьшается,в результате этого 2 уменьшается, , увеличивается, через магнитный поток Р f, -Р На выходе измерительной обмотки по лучают напряжение, пропорциональное давлению.

Остальные участки магнитопровода работают анат«чгичным образом.

С целью обеспечения возможнЪсти

измерения разности давления в предложенном преобразователе для измерения давления внутренняя поверхность магнитопровода, воспринимающая нагрузку разделена на две идентичные

части перегородкой 11 (фиг. 4 и 5), соединяющей радиальные стержни намагничивающей обмотки. Обе части снабжены герметизирующей прокладкой 8 (фиг.5). Обмотки измерения, расположенные по разные стороны перегород ки, между собой соединены так, что выходные напряжения вычитаются (фиг.4). Давления Р и Pg, разность которых измеряется, подводятся по разные стороны перегородки. С помощью перегородки 11 преобразователь разделен на две части, каждая из которых работает как автономный преобразователь давления. На выходе измерительных обморок каждой части получают напряжение, пропорциональное соответствующему измеряемому давлению, а на выходе преобразователя - напряжение, пропорциональное разности давлений.

Благодаря дифференциальной конструкции преобразователь имеет высокую чувствительность.