Устройство для измерения давления Советский патент 1987 года по МПК G01L7/18 G01L9/04 

1 13

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при автоматизации контроля технологических процессов, связанных с изменением малых перепадов давления газа.

Целью изобретения является повышение надежности работы при сохранении чувствительности.

На фиг. 1 и 2 показано устройство для измерения давления газа, варианты исполнения.

Устройство содержит заключенные в термостат 1 входной 2 и выходной 3 трансформаторы, а также несимметричную V-образную трубку 4, включающую в себя вертикальный рабочий отрезок 5, в пределах которого перемещается поверхность раздела рабочих жидкостей, например медного электролита 6 и ртути 7, и горизонтальную нижнюю часть 8.

В рабочий отрезок 5 V-образной трубки коаксиально с зазором 9 вставлена дополнительная тонкостенная непроводящая прямая трубка 10, верхний горизонтальный срез которой совмещен с верхней границей рабочего отрезка 5, а нижний конец дополнительной трубки 10 соединен петлеобразным трубопроводом 11 с нижней горизонтальной частью 8 V-образной трубки.

Петлеобразный трубопровод охватывает сердечники обоих трансформаторов , которые имеют по одной дополнительной обмотке, соединенные последовательно с реохордом 12 в замкнутую цепь встречно короткозамкну- тому жидкостному витку, частью которого является петлеобразный трубопровод 1 I .

Высоту рабочего отрезка 5 выбирают исходя из диапазона измеряемых давлений, например / 40 мм при диапазоне давлений, не превышающем 40 мм рт.ст,, а внутренний диаметр дополнительной трубки 10 и величину зазора 9 - из условия исключения влияния капиллярных явлений на точность измерений, например 3-4 мм.

Устройство работает следующим образом.

На первичную обмотку входного трансформатора подают опорное напряжение переменного тока (, ) частотой, например, 30-50 кГц, а к вторичной обмотке выходного трансформатора подк.точают измерительный прибор, на62

пример вольтметр перемен1 ого тока. Измеряемые давления подан т через штуцера 13 и 14, причем большее давление - через штуцер 14. |

Высота столбов (фиг. I и 2) медного электролита 6 в рабрчем отрезке 5 V-образной трубки и дополнительной трубке 10 одинакова (по закону сообщающихся сосудов) и пропорциональна

перепаду давления газа, йоступающего через штуцера 13 и 14, а сопротивление жидкостного витка R, iобразованного этими столбами и ртутью, в свою очередь, пропорционально их высоте

(l- . 1-).К„,

- удельное сопротивление f/и

S, - сечение столба ;

ного электролита

лектролита

2 h

в зазоре 9;

сечение столба электролита в дополнительной трубке 10; высота столбов электролита; R - паразитное сопротивление

нерабочей части жидкостного витка, образованное медным электролитом, находящимся над верхним срезом дополнительной трубки 10.

30

Сопротивление ртутного участка жидкостного витка можно нЬ учитьюать поскольку проводимость ртути намного выше проводимости электроплита.

Передвигая движок 12, на35 ходят такое его положение, при котором сигнал на вторичной обмотке выходного трансформатора 3 равен нулю, что достигается при равенстве сопротивлений жидкостного виткЬ и включен40 ного встречно ему витка с реохордом. Подавая через штуцера 13 14 известные перепады давлений газа и добиваясь каждый раз перемещением движка реохорда нулевого сигнала на вторич45 ной обмотке выходного трансформатора 3 , калибруют шкалу реохорда непосредственного в единица с давления.

Возможен и другой мето измерения 50 когда саму пжалу вольтметра переменного тока градуируют в единицах давления или (при необходимо|;ти последующей обработки результа|гов измерения) сигнал с вторичной обмотки вы- 55 ходного трансформатора 3 подают через аналого-цифровой преобразователь в ЭВМ.

Из приведенной формулы следует, что чувствительность предлагаемого

R.b(-,

устройства, особенно на краю диапазона измеряемых давлений, когда , а сопротивление рабочего отрезка жидкостного витка

,11.

. -

принимает наименьшие значения, зависит от величины паразитного сопротив- ления Кр, и для получения при прочих равньпс условиях максимальной чувст- витальности необходимо стремиться к уменьшению R,.

В предлагаемом устройстве форма жидкостного витка выбрана с учетом этого обстоятельства: длина части медного электролита, образующей R;,, сделана минимально возможной и определяется толщиной стенки верхнего среза дополнительной тонкостенной трубки 10, а площадь сечения этой части медного электролита сделана максимально возможной и определяется периметром верхнего среза дополнительной трубки 10.

Устройство не содержит электродов контактирующих с рабочими жидкостями что упрощает технологию изготовления преобразователя и повышает его стабильность и надежность в эксплуатации, так как в такой конструкции ис- ключено влияние состояния поверхност электродов на работу преобразователя

Бесконтактная подача тока в корот козамкнутый жидкостный виток и бесконтактное считьшание выходного сиг-

нала принципиально исключают -возможность образования и накопления в электролите газообразных продуктов электролиза и связанное с этим возможное искажение показаний преобразователя.

Формула изобретения

Устройство для измерения давления содержащее заключенную в термостат V-образную трубку с уширенными концами из непроводящего материала, заполненную двумя электропроводящими несмешивающимися жидкостями различной плотности и проводимости, и преобразователь перемещения жидкости в электрический сигнал, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повьш1е- ния надежности работы при сохранении чувствительности, внутри одного из колен V-образной трубки коаксиально с зазором установлена дополнительная трубка из непроводйщего материала, верхний срез которой размещен в уширенной части колена ниже уровня жидкости, а нижний конец выполнен в виде петлеобразного трубопровода, соединенного с нижней частью V-образной трубки, причем преобразователь перемещения жидкости в электрический сигнал вьтолнен в виде входного и выходного трансформаторов, сердечники которых соединены петлеобразным . трубопроводом,

Составитель А. Соколовский

Редактор О. Юрковецкая Техред А.Кравчук

Заказ 2352/44 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиэ.2

Корректор И. Мус|ка

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при автоматизации контроля технологических процессов, связанных с малыми перепадами давления газа. Цель изобретения - повьшение надежности работы устройства при сохранении его чувствительности. В одном из колен V-образной трубки 4 коаксиально с зазором 9 установлена дополнительная трубка 10 из непроводящего материала. Верхний конец трубки 10 : совмещен с верхней границей рабочего отрезка 5 V-образной трубки 4. Нижний ее конец выполнен в виде петлеобразного трубопровода 11, охватьшающего сердечники входного 2 и выходного 3 трансформаторов. Высота столбов медного электролита 6 в рабочем отрезке 5 и трубе 10 пропорциональна перепаду давления, поступающего через штуцера 13 и 14 газа, и сопротивлению жидкостного витка, образованного этими столбами и ртутью 7. Ilpii калибровке шкалы реохорда 12 в единицах давления перемещением его движка при каждой подаче определенного перепада давления добиваются нулевого сигнала на вторичной обмотке выходного трансформатора 3. 2 ил. i ел П--/ 00 ел 00 со о