Датчик давления Советский патент 1989 года по МПК G01L9/16 G01L9/10 

10 f2

%Ш

7

I

//////х Л

. . .Y

7//

739

I I I

/3

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения давления в уплотняемых средах. Под давлением среды мембраны 1 и 2 с жесткими центрами 3 и 4 деформируются, сжимая упругие резиновые прокладки 9. При этом зазоры между обмотками 5 и 6, размещенными в центрах 3,4, и дисками 7,8, один из которых выполнен из ферромагнитного материала, а другой из диамагнитного металла, уменьшаются. Ток в обмотке 6 увеличивается, а в обмотке 5 - уменьшается. Сжатие мембранами 1 и 2 кольцевого магнитопровода 10 с обмотками 11 приводит к изменению тока на выходе магнитоупругого преобразователя. Используя большой модуль упругости магнитоупругого преобразователя и малый модуль упругости индуктивного преобразователя, измеряют давление как в неуплотняемых (бетоне), так и в уплотняемых (грунтах, асфальтовых смесях) средах. 2 ил.

фи5Л

1515

Изобретение относится к ичмс-ри- тельио|Ч технике и может {/ыть licitoJU)- зовано преимущественно для измерения давления в пеуплотняемых и унпотняе- мых грунтах, асфальтобетонш.1х смесях, бетоне.

Целью изобретения является повышение точности измере)1ия давления в уплотняемых средах.

На фиг. 1 изображен датчик, общий вид; на фигч 2 - условно выбранная зависимость в)1ход11ых сигналов датчика от количества воздействий уплотняющей нагрузки.

Датчик содержит стальные ферромагнитные крышки 1 и 2 с кольцевыми проточками, образующими мембраны с жесткими центрам 3 и 4, содержащие пазы с обмотками 5 и 6, ферромагнит- ный диск 7, металлический немагнитный диск Я и упругие резиновые прокладки 9, установленные на клею между центрами мембран 3 и 4, магнитоупругий кольцевой сердечник 10 с обмоткой 11, уложенной с прорези металлических прокладок 12, приклеенных к основаниям сердечника 10 и крышек 1 и 2, упругий краевой элемент 13.

Кольцевые проточки в крышках 1 и 2 вьшолнены на такую глубину, чтобы датчик имел модуль упругости со стороны мембран с 1ебольщим значением , которое соответствовало бы модулю упругости неуплотненных сред, напри- мер асфальтобетонных смесей и т.п.

Датчик работает следующим образом

Под давлением среды мембраны с центрам 3 и 4 деформируются, сжимая упругие резиновые прокладки 9. При этом зазоры между основаниями центров 3 и 4 и дисками 7 и 8 уменьшаются. Так как диск 7 выполнен из ферромагнитного материала, а в обмотку 5 поступает ток низкой частоты, то вследствие уменьшения магнитного сопротивления зазора индуктивное сопротивление обмотки 5 увеличивается, а ток уме 1ьшается. И так как диск 8

в обмотку 6 поступает ток высокой частоты, то вследствие увеличения магнитного потока вихревых токоп, наводимых в диске 8, индуктивное сопротивление обмотки 6 уменьшается, а ток увеличивается. Разность токов в обмотках 3 и fi увеличивается пропорционально измеряемому давлению.

5

0 5

0

0

0

5

Сжатие крьпикаьш 1 и 2 сердечника

10,ИЗГО1соленного из магиитоуируго- го материала, приводит вследствие магнитоунругого эффекта к изменению индуктивного сопротивления обмотют

11,что и фиксируется мостовой измерительной схемой.

Мембраны с центрами 3 и 4 вследствие их высокой дёформативности обес-; печивают датчику малый модуль упругости, а магнитоупругий сердечник 10 вследствие его низкой дёформативности - большой модуль упругости.

При измерении давления в средах с постоянным и малым по величине модулем упругости, например в грунтах, мембраны с центрами 3 и 4 воспринимают давление с незначительными искажениями, а сердечник 10 - с большими искажениями вследствие увеличения концентрации напряжений на тех частях крышек 1 и 2 датчика, которые с ним соприкасаются .

При измерении давления в средах с постоянным и большим по величине модулем упругости, например в бетоне, сердечник 10 воспринимает давление с незначительными искажениями, а мембраны с центрами 3 и 4 - с искажениями, которые обусловлены деконцентраци- ей напряжений на чувствительных поверхностях мембран.

При измерении давлений в уплотняе- Mbix средах, когда модуль упругости среды изменяется в широких пределах, в начале процесса уплотнения истинными являются результаты, полученные индуктивным чувствительным элементом (мембраны с центрами 3 и 4), а в конце процесса - результаты, измеренные магнитоупругим чувствительным элементом (сердечник 10).

На фиг. 2 кривая а соответствует выходным сигналам магнитоупругого чувствительного элемента, кривая выходным сигналам индуктивного чувствительного элемента, кривая в - откорректированным выходным сигналам магиитоупругого чувствительного эле- . мента,п - количество воздействий пос- тоянной по величине уплотняющей нагрузки, например воздействия штампа, проходы катка. В начале процесса уплотнения при первом воздействии нагрузки истинному значению давления соответствует показа)П1е индуктивного чувствительного элемента - точка 6j. Магнитоуиругий чувствителышй элемент

5г./Х.

П