Датчик импульсного давления Советский патент 1988 года по МПК G01L11/00 G01L9/08 G01L23/10 G01L1/16 

импульс напряжения, который наводит ЭДС такой же величины на цилиндре 2, изолированном от пьезоэлемента 4 неполярным диэлектриком 7, а от цилиндра 1 - полярным диэлектриком 3, что позволяет заряду стекать на цилиндр 1 и предохранять входные цепи 8 от воздействия электрического импульса.

Наличие последовательной развязки за счет конструктивного выполнения датчика позволяет снимать статический заряд на цилиндр 1 корпуса из-за различной величины емкостей, образуемой значениями относительной диэлектрической проницаемости диэлектриков 7 и 3. 2 ил.

Изобретение м,б. использовано для защиты ультразвуковых преобразователей от сильных электростатических полей при регистрации быстроперемен- ных давлений. Цель изобретения - по- вьшение точности за счет уменьшения электростатических наводок. Импульс давления переходит через волноводную систему, состоящую из пьезоэлемента 4 и волноводных стержней 5 и 6, в результате чего на.обкладках пьезоэлемента образуется ЭДС, пропорциойаль- ная величине этого импульса. Если измерения производятся в момент времени, когда разрядный ток еще не полностью прекратился, то на заземленном электроде пьезоэлемента 4 формируется (Q (Л /J

1

Изобретение относится к приборостроению, а именно к датчикам импульсного давления волноводного типа, и может быть использовано для защиты ультразвуковых преобразователей от сильных электростатических полей при регистрации быстропеременных давлений .

Целью изобретения является повьше ние точности за счет уменьшения электростатических наводок,

На фиг. 1 изображен датчик импульсного давления, общий вид; на фиг.2- эквивалентная схема его подключения. Датчик содержит корпус, состоящий из наружного полого цилиндра 1 и внутреннего полого цилиндра 2, установленных коаксиально друг другу, в зазоре между которыми помещен поляр- ный диэлектрик 3,

Вблноводная система состоит из пьезоэлемента 4 и волноводных стержней 5 и 6, расположенных коаксиально цилиндрам, В зазоре между внутренним цилиндром 2 и волноводной системой помещен неполярный диэлектрик 7, Пьезоэлемент 4 с помощью тоководов 8 подключен к входу катодного повторителя 9, экранированного крышкой 10 и имеющего выход на регистратор через разъем 11. Поверхность волновода 6 покрыта токопроводящим слоем 12, Воспринимающий торец датчика закрыт крышкой 13, Образуемая такой конструкцией эквивалентная схема подключения заземленного вывода пьезоэлемента к заземленному выходу датчика содержит следующие условные обозначения: С1 - емкость перехода пье- зоэлемент 4 - промежуточный цилиндр 2; С2 - емкость перехода внутренний .корпус 2 - наружный цилиндр 1; RI величина поверхностного сопротивления неполярного диэлектрика 7; R2 - величина поверхностного сопротивления полярного диэлектрика 3; L - индуктивность проводника, подсоединенного к пьезоэлементу и заземленному выводу датчика давления.

При этом емкость С2 в ,/Е раз

больше, чем емкость С1, где f, 2 - относительная диэлектрическая проницаемость неполярного диэлектрика 7, а 3,,,5 - относительная диэлектрическая проницаемость полярного диэлектрика 3,

Устройство работает следующим образом.

Импульс давления переходит через волноводную систему 5, 4 и 6, в результате чего на обкладках пьезоэлемента 4 об эазуется ЭДС, пропорциональная величине этого импульса.

Если измерения производят в момент времени, когда разрядный ток

еще не полностью прекратился, то на заземленном электроде пьезоэлемента формируется импульс напряжения, который наводит ЭДС такой же величины на внутреннем цилиндре 2, изолированном от пьезоэлемента 4 неполярным диэлектриком 7, а от внешнего цилиндра 1 - полярным диэлектриком 3, что позволяет заряду стекать на. внешний цилиндр 1 и предохраняет входные цепи 8 от воздействия электрического импульса.

При воздействии на электрические цепи импульсных сигналов потокосцеп- ление катушки и заряд конденсатора изменяются плавно, без скачков, т, е. при прохождении импульса тока в электроразрядной цепи наводится импульс напряжения, создающего на одной из

обкладок пьезоэлемента ЭДС, которая приводит к образованию потенциала на внутреннем цилиндре 2, а поскольку поверхностное сопротивление неполяр- ного диэлектрика 7 в 10,..10 раз больше, чем поверхностное сопротивление полярного диэлектрика 3, то с внутреннего цилиндра 2 сток заряда, образовавшегося от наведенной ЭДС, проходит на внешний цилиндр 1.

Наличие последовательной развязки C,R,C,R2 за счет конструктивного выполнения датчика позволяет снимать статический заряд на внешний цилиндр 1 корпуса из-за различной величины емкостей С1 и С2, образуемой различными значениями относительной диэлек трической проницаемости неполярного и полярного диэлектриков ( 1:(2...3), а также из-за наличия включенных параллельно емкостям С, и Cj сопротивлений R ,, и R ,отличающихся друг от друга не менее чем на порядок.

Использование датчика целесообразно для регистрации быстропеременных давлений во фронте ударной волны, образовавшейся при электрическом

разряде или при электрическом взрыве проволочки в жидкости, так ка практически исключает появление помех во всем интервале длительностей импульса давления в электроразрядной камере.

Формула изобретения

Датчик импульсного давления, содержащий корпус, в котором размещен волноводный стержень с пьезоэлемен-i том, ртличающийся тем, что, с целью повышения точности за- счет уменьшения электростатических наводок, в нем корпус выполнен в виде двух полых цилиндров, установленных коаксиально с зазором относительно друг друга и с зазором относительно волноводного стержня, при этом поверхность волноводного стержня покрыта слоем токопроводящего материала, электрически соединенным с пьезоэле- ментом, прцчем в зазор,между внутренним цилиндром и ВОЛНОБОДНЫМ стержнем помещен неполярньш диэлектрик, а в зазор мелоду наружным и внутренним цилиндрами - полярный диэлектрик,