Монометр Советский патент 1985 года по МПК G01L11/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к манометрам, предназначенным для измерения избыточного давления. Известен манометр, чувствительный элемент которого выполнен в виде закрытой с одного конца трубчатой винтовой пружины С13. Недостатком этого манометра является пониженная работоспособность вследствие подверженности усталостному разрушению чувствительного элемента. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является манометр, чувствительный элемент которого выпо ненный в виде винтовой трубчатой пружины, помещен во внутреннюю полос подводящего давления патрубка, а передача дифформации пружины на регистрирующий прибор осуществляется через ось, расположенную внутри пружины и скрепленную с ее закрытый кондом С 2. Недостатком манометра является низкая чувствительность измерений, обусловленная наличием упругого гистерезиса, возникающего в материале оболочки чувствительного элемента под действием внешнего давления рабочей среды. Целью предлагаемого изобретения является повьпиение чувствительности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в манометре, содержащем кор пус с подводящим штуцером, размещенный внутри корпуса полый чувствитель ный элемент наружная поверхность которого сообщена с измеряемой средо и поворотную ось, соединенную с реги трирующим устройством, чувствительны элемент выполнен п виде упругой оболочки, охватывающей цилиндрический стакан с продольными пазами, внутри которого коаксиально установлены вто рой цилиндрический стакан с винтовым пазом и кольцевой магнит, стенка каждого стакана выполнена из двух коаксиальных изолированных одна от другой магнитопроводящих оболочек, причем внутренняя оболочка первого стакана и наружная оболочка второго стакана соединены магнитопроводом с одним из полюсов кольцевого магнита, а наружная оболочка первого стакана и внутренняя оболочка второго стакан соединены магнитопроводом с другим полюсом кольцевого магнита, при этом открытый торец первого стакана скреп леи с корпусом, открытый торец второго стакана неподвижно установлен на дне первого стакана, а дно второго стакана соединено с поворотной осью. Кроме того, кромки стенки паза второго стакана отогнуты под углом 90 внутрь стакана. На фиг. 1 схематически изображен манометр, общий вид; на фиг. 2 внутренняя часть манометра. Манометр содержит корпус 1 (Лиг. 1), внутри которого размещен чувствитель--; ньп1 элемент 2, выполненный в виде воспринимаю1цей внешнее давление упругой оболочки 3, и регистрирующее устройство А. Внутри чувствительного элемента 2 коаксиалыю установлены два упругих стакана 5 и 6, кольце-. вой магнит 7, Стаканы 5 и 6 состоят из двух изолированных одна от другой магнитомягких оболочек 8, 9 и 10, 11 (см. фнг. 2) со щелевыми пазами 12 и 13 на боковых поверхностях. Щелевые пазы (фиг. 1) оболочки наружного стакана 5 выполнены в продольном направлении, а щелевой паз 13 внутреннего стакана 6 выполнен по винтовой линии, причем внутренняя оболочка 9 (фиг. 2) наружного стакана 5 соединена магнитопроводом 14 с наружной оболочкой 10 внутреннего стакана бис одним из полюсов кольцевого магнита 7, а наружная оболочка 8 наружного стакана 5 соединена магнитопроводом 15 с внутренней оболочкой 11 внутреннего стакана бис другим из полюсов магнита 7. Регистрирующее устройство 4 (фиг. 1) соединено с внутренним стаканом 6. Для исключения взаимного магнитного прилипания оболочек 10 и 11 в прорези 13 (фиг. 2) кромки оболочек 10 и 11 отогнуты в сторону кольцевого магнита 7 на угол 90. Манометр работает следующим образом. При подаче рабочей с. еды, например сжатого газа, в полость 16 под действием внешнего давления деформируется упругая оболочка 3 чувствительного элемента 2, что приводит к сжатию (плотно прилегающего к бнут.ренним стенкам чувствительного элемента 2) наружного стакана 5с продольными щелевыми пазами 12. 3 В свою очередь, радиальное сжати наружного стакана 5 воздуйствует ча внутренний стакан 6 посредством маг .1ИТНОГО поля, существующего между внутренней оболочкой 9 наружного стакйна 5 и наружной оболочкой 10 внутреннего стакана 6 (в силу одина ковой магнитной полярности оболочек 9 и 10), что приводит к взаимному ;отталкиванию стаканов 5 и 6. Под действием магнитных сил внутренний стакан 6 упруго деформируется путем его закрутки по спирали вокруг оси стакана благодаря имеющейся на его корпусе спиральной прорези 13. Свободный конец внутреннего стакана 6 жестко свяэан с регистрирзпощим прибором 4, например, со стрелкой, угловому положению которой (относительно шкалы отсчета манометра) судят о величине регистрирующего давления. Для исключения явления прилипания прилегающих витков спирали вну реннего стакана 6 в прорези 13, выз ванного магнитным Притяжением оболо чек 10 и 11 (противоположной полярности), кромки спирали внутреннего стакана 6 отогнуты под углом 90 в сторону кольцевого магнита. Использование предлагаемого изоб ретения позволяет повысить чувствительность измерений в раз вследствие того, что практически исключена петля гистерезиса упруг деформации оболочки 3 (фиг. 1) чувс вительного элемента 2, поскольку деформация оболочки 3 (в соответств 3 с предлагаемым конструктивным решением) ничтожно Maj.a, что не приводит к большим механическим напряжениям в материале чувствительного элемента; внутренний стакан 6 (фиг. 2) манометра магнитно подвешен (находится в магнитной ловушке) внутри чувствительного элемента без механического контакта оболочек 9 и 10, что исключает потери энергии упругой деформации оболочки 3 на механическое трение при передаче крутящего момента на регистрирующее устройство 4; измерение быстро меняющихся параметров давления проводят с прецизионной точностью, так как оболочка 6 обладает малым моментом инерции (оболочка 6 выполнена электролитическим методом, ее толщина составляет 25-50 мкм), с одной стороны, и регистрирующее устройство 4 вьшолнено в виде оптической системы (тонкое зеркальце с риской на конце оси регистрирующего устройства, на.которое со стороны защитного стёкла манометра подается узкий пучок света, например лазерный луч) вместо стрелки, которая обладает относительно большим моментом инерции, с другой стороны; широко используют унификацию деталей и узлов манометра при его изготовлении, поскольку в предлагаемой конструкции все детали взаимозаменяемые за исключением герметизирующей упругой оболочки 3 (фиг. 1). Упругая оболочка определяет конкретный диапазон измеряемых давлений, а ее жесткость задается специально.

Фиг. 2

1. МАНОМЕТР, содержащий корпус с подводящим штуцером,разме-щенньй внутри корпуса полый чувствительный элемент, наружная поверхность которого сообщена с измеряемой средой, и поворотнуто ось, соединенную с регистрирующим устройством, о т л ичающийся тем, что, с целью повьшения чувствительности измерений, чувствительный элемент выполнен в виде упругой оболочки, охватывающей цилиндрический стакан с продольными пазами, внутри которого коаксиально установлен второй цилиндрический стакан с винтовым пазом и.кольцевой магнит, стенка каждого стакана выполнена из двух коаксиальных изолированных одна от другой магнитопроводящих оболочек, причем внутренняя оболочка первого стакана и наружная оболочка второго стакана соединены магнитопроводом с одним из полюсов кольцевого магнита, а наружная оболочка первого стакана и внутренняя оболочка второго стакана соединены магнитопроводом с другим полюсом кольцевого магнита, при этом открытый торец первого стакана скреплен с корпусом, открытый торец второго 0 стакана неподвижно установлен на дне первого стакана; а дно второго стакана соединено с поворотной осью. 2. Манометр по п. 1, отличающийся тем, что кромки стенки паза второго стакана отогнуты под углом 90 внутрь стакана. ел ел оо 00 Од