Устройство для градуировки измерительных преобразователей переменного давления Советский патент 1988 года по МПК G01L27/00 

N)

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам градуировки измерительных преобразователей (ИП) переменного давлени в жидкости в динамическом режиме.

Целью изобретения является рение амплитудного и частотного диа- пазонсгв и повышение точности градуировки ИП.

На чертеже изображено устройство для градуировки ИП переменного давления .

Устройство содержит основание 1, установленный на него концентратор 2 и источник 3 постоянного давления с манометром 4, соединенные между собой трубопроводом 5. Возбудитель 6 колебаний с излучаюг1ей мембраной 7 помещен внутри основания 1 и соеди- нен с усилителем 8 мощности и задающим генератором 9. На концентратор 2 последовательно установлены сменный трубчатый резонатор 10 и измерительная головка 11. В измеритель ную головку 11 помещены образцовый

12и градуируемый 13 измерительные преобразователи.

В верхней части измерительной головки 11 установлен поршень 14 с уплотнительными резиновыми кольцами 15 и каналом 16, соединяющим замкнутую рабочую камеру 17 измерительной головки 11, компенсационную полость 18, образованную поршнем 14, внутрен ней стенкой измерительной головки 1 и торцом уплотнительной гайки 19, и выпускной игольчатый вентиль 20. Вспомогательная полость 21 соединена отверстием 22 с атмосферой. На порш- не 14 закреплена накидная гайка 23, соединенная резьбой с наружной стенкой измерительной головки 11.

Параллельно линии перемещения нижнего торца накидной гайки 23 установ лен указатель 24 положения торцовой поверхности поршня 14 относительно оси образцового 12 и градуируемого

13ИП. Указатель 24 отградуирован в значениях частоты рабочего процесса по формуле

,

(1)

X - расстояние от торца поршня 14 до оси преобразователей 12 и 13i

С - скорость распределения знука в жидкости

с

10

5 0 5

0 j 0

0

5

f - частота стоячей волны в рабочей камере.

К нижней части возбудителя 6 прикреплен металлический стержень - вибратор 25, проходящий насквозь че рез основание 1 и подвижную платформу 26 с фиксаторами 27 положения и закрепленный в станине 28, которая соединена направляющими 29 с основанием 1. Параллельно линии перемеще- ния подвижной платформы 26 установлен указатель 30, отградуированный в значениях частоты рабочего процесса по формуле (1).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

После предварительного заполнения полости основания 1, концентратора 2 и полости сменного трубчатого резонатора 10 рабочей жидкостью, например трансформаторным маслом, в измерительную головку 11 устанавливается образцовый 12 и градуируемый 13 измерительные преобразователи.

Далее открывается выпускной игольчатый вентиль 20 и накидной гайкой 23 путем ее вращения - поршень 14, обладающий возможностью продольного перемещения, устанавливается в крайнее верхнее положение.

При зтом из компенсационной полости 18 полностью удаляется воздух с целью дальнейшего ее заполнения рабочей жидкостью. Затем, подавая рабочую жидкость от источника 3 постоянного давления, вьтолненного, например, в виде грузопоршневого манометра или просто гидропресса, производится окончательное заполнение рабочей полости 17, канала 16 и канала выпускного игольчатого вентиля 20.

После окончательного заполнения путем завинчивания выпускного игольчатого вентиля 20 закрывается канал 16 и источником 3 постоянного давления устанавливается необходимое значение постоянного давления по манометру 4.

Затем с целью совмещения пучности со стоячей волны давления с осью образцового 12 и поверяемого 13 измерительных преобразователей торец поршня 14 устанавливается на необходимое расстояние X, определяемое по формуле (1).

Так как указатель 24 пр дваритель- но градуируется в значениях частоты рабочего процесса для определенной

рабочей жидкости по формуле (1), то, практически, установка торца порпгая 14 на необходимое расстояние X осуществляется путем совмещения нижнего торца накидной гайки 23 со значением частоты стоячей волны, нанесенной на-указателе 2i.

При работе устройства на частотах ниже 10 кГц внутренний торец разгру- женного поршня устанавливается на расстояние X, равное радиусу мембраны измерительных преобразователей.

Переменное давление в рабочей камере 17 создается мембраной 7 и излу чателем 6, на который подается необходимое напряжение от усилителя 8 мощности и задающего генератора 9. Частота подводимого напряжения устанавливается такой, чтобы в рабочей камере 17 давления образовался режим стоячей волны. Рабочие частоты предлагаемого устройства представляют со бой дискретно-линейчатый спектр.

При работе устройства в частотном диапазоне до 10 кГц платформа 26 устанавливается в крайнее верхнее по ложение и жестко скрепляется со стержнем 25 и направляющими 29 фиксаторами 27. В этом случае стержень 25 не резонирует и работа предлагаемого устройства не отличается от работы известного.

При работе устройства в диапазоне частот выше 10 кГц платформа 26 устанавливается на определенном расстоянии 1 от излучающей мембраны и также жестко закрепляется фиксаторами 27.

Это расстояние рассчитывается по Формуле

2п + 1 ГЁ

W

1

4f

где f - частота стоячей волны рабочего процесса в рабочей камере давления;,

Е - модуль Юнга материала стержня;

р - плотность материала стержня; п - 0,1,2,3...

Например, в случае использования стержня из стали это расстояние при первом резонансе п О для частоты 10 кГц составляет 125 мм, а для частоты 50 кГц - 25 мм.

В рассматриваемом случае вдоль стержня 25 должно укладываться нечетное число четвертей длин стоячей волны с частотой рабочего процесса, происходящего в камере давления.

0

5

0

5

0

5

0

5

Стержень 25 с помощью возбудителя 6 вводится в режим резонанса. При этом амплитуда колебаний свободного конца стержня 25 и, соответственно, излучающей мембраны 7 значительно возрастает (пучность смещения), что приводит к увеличению амплитуды переменного давления по сравнению с режимом работы без использования резонанса стержня 25.

Далее регулятором выходного напряжения задающего генератора 9 по образцовому ЦП 12 устанавливают необходимую амплитуду переменного давления и измеряют уровень напряжения на градуируемом ИП 13. Коэффициент преобразования градуируемого ИП 13 определяется отношением напряжения на его выходе к уровню воспроизводимого переменного давления.

В связи с тем, что в устройстве используется режим резонанса стержня 25, соединенного с возбудителем 6 колебаний, амплитуда перемещения излучающей мембраны 7 значительно возрастает и это, в конечном итоге, расширяет амплитудный и частотный диапазоны и повышает точность.градуировки ИП в предлагаемом устройстве.

Повышение точности происходит вследствие значительного увеличения выходных сигналов с образцового 12 и градуируемого 13 ИП.

Таким образом, в предлагаемом устройстве происходит расширение амплитудного и частотного диапазонов и повьшение точности градуировки ИП по сравнению с известным устройством, не имеющим резонирующего стержня 25.

Формула изобретения

Устройство для градуировки измерительных преобразователей переменного давления по авт. св. N 1280353, отличающееся тем, что, с целью расширения амплитудного и частотного диапазонов, и повышения точности, оно снабжено стержнем-вибратором, станиной, направляющими и платформой, причем направляющие концами соединены с основанием и станиной, стержень- вибратор размещен параллельно направляющим и прикреплен одним концом к станине, а другим соединен с нижней частью излучателя, при этом платформа выполнена с возможностью перемещения по направляющим и стержню и снабжена фиксаторами положения.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность и расширить амплитудный и частотный диапазоны градуировки преобразователей. Для этого к нижней части излучателя 6 прикреплен стержень-вибратор 25, размещенный параллельно направляющим 29 и вторым концом закрепленный в станине 28. Переменное давление в рабочей камере 17, заполненной рабочей жидкостью, создается колеблющейся мембраной 7 излучателя 6. Подбором частоты подводимого от задающего генератора 9 напряжения обеспечивается в камере 17 режим стоячей волны. Частотный диапазон работы устройства обуславливает положение платформы 26 относительно излучающей мембраны 7, фиксируемое фиксаторами 27. Образцовый 12 и градуируемый 13 преобразователи установлены в .измерительной головке 11 с поршнем 14. Канал 16 поршня 14 создает камеру 17с компенсационной полостью 18. 1 ил. с S (Л