Датчик давления с частотным выходным сигналом Советский патент 1990 года по МПК G01L11/00 G01L7/06 

бедного торца резонатора 3. Тонкостенный цилиндр 10 закреплен кольцевыми буртами 24,25 на корпусе 1. Кольцевой магнит 12 установлен на внутренней поверхности цилиндра 10 и размещен на уровне середины тонкостенного участка резонатора 3. Полость 15 цилиндра 14 сообщена с приемной полостью датчика. Под действием давления жесткость резонатора уменьшается, сильфон 8 перемещается вверх. Магнит 19 приближается к центру резонатора 3, а магнит 12 удаляется, в связи с чем частота колебаний резонатора уменьшается. Внутренняя поверхность цилиндра 10 и магнит 12 удаляются от резонатора 3, а внешняя поверхность цилиндра 14 и магнит 19 приближаются к нему, что также способствует уменьшению частоты колебаний резонатора. В результате действия перечисленных факторов чувствительность датчика повышается, 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам давления жидких и газообразных сред. Цель изобретения - повышение чувствительности. На дне 2 корпуса 1 закреплен один конец сильфона 8, другой конец которого связан с резонатором 3. Внутри резонатора 3 размещены устройства возбуждения 5 и съема 6 колебаний, а также тонкостенный цилиндр 14. В середине цилиндра 14 закреплен кольцевой магнит 19, расположенный на уровне свободного торца резонатора 3. Тонкостенный цилиндр 10 закреплен кольцевыми буртами 24,25 на корпусе 1. Кольцевой магнит 12 установлен на внутренней поверхности цилиндра 10 и размещен на уровне середины тонкостенного участка резонатора 3. Полость 15 цилиндра 14 сообщена с приемной полостью датчика. Под действием давления жесткость резонатора уменьшается, сильфон 8 перемещается вверх. Магнит 19 приближается к центру резонатора 3, а магнит 12 удаляется, в связи с чем частота колебаний резонатора уменьшается. Внутренняя поверхность цилиндра 10 и магнит 12 удаляются от резонатора 3, а внешняя поверхность цилиндра 14 и магнит 19 приближаются к нему, что также способствует уменьшению частоты колебаний резонатора. В результате действия перечисленных факторов чувствительность датчика повышается.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к датчикам давления жидких и газообразных сред.

Цель изобретения - повышение чувствительности.

На фиг.1 представлено устройство, общий вид, на фиг.2 разрез А-А па фиг. 1 .

Датчик содержит корпз С 1 с дном 2 В корпусе 1 размешен резонатор 3, выполненный в виде стакана из ферромагнитного материала с тонкостенным ци- (Линдрическим участком 4, с устройствами возбуждения 5 и съема 6 колебаний резонатора 3, который открытым торцом 7 соосно установлен на силь- фоне 8, установленном другим своим торцом на дне 2 корпуса 1. Устройства возбуждения 5 и съема 6 колебаний размещены на держателе 9, закрепленном на дне 2 и размещенном в полости (резонатора 3« В корпусе 1 размещен тонкостенный цилиндр 10, который со стенкой корпуса образует камеру 11. На стенке цилиндра 10 размещен кольцевой магнит 12 на уровне середины стенки 4 резонатора. В полости 13 резонатора 3 коаксиалыш резонатору размещен тонкостенный цилиндр 14, образующий с поверхностью охватываемог им держателя 9 полость 15, которая каналом 16 соединена с приемной камерой 17, снабженной подводящим1 измеряемую среду штуцером 18. На наружной поверхности цилиндра 14 закреплен кольцевой магнит 19 на уровне торца 7 резонатора 3. Кольцевой магнит 12 (фиг.2) выполнен в виде кольцевых сегментов 20, каждый из которых закреплен а своей средней час- ги на стенке цилиндра 10 с помощью Пиитов 21. Кольцевой магнит 19 так

0

5

0

5

5

0

0

5

же выполнен в виде кольцевых сегментов 22, каждый из которых укреплен на стенке цилиндра 14 в своей средней части с помошью винтов 23.

Цилиндры 10 и 14 снабжены кольцевыми буртами 24,25 и 26,27, установленными на их торцах. Кольцевые бурты 24 и 25 закреплены на внешней поверхности цилиндра 10 и связаны с корпусом 1. Кольцевые бурты 26 и 27 закреплены на внутренней поверхности цилиндра 14 и связаны с держателем 9.

Датчик давления работает следующим образом.

Давление измеряемой среды воздействует на наружную поверхность цилиндрической стенки 4 резонатора, которая приводится в колебательное состояние с помощью электромагнита 6. Съем колебаний производится с помощью электромагнита 6. Под влиянием наружного давления жесткость резонатора уменьшается и частота колебаний на выходе датчика уменьшается. Одновременно уменьшение жесткости резонатора происходит вследствие воздействия давления на стенку цилиндра 10, которая увеличивает свой диаметр, отодвигая закрепленный на ней кольцевой магнит 12 от стенки 4 резонатора. Под действием измеряемого давления, поступающего по каналу 16 в полость 15 циливдра 14, его стенка увеличивает диаметр и укрепленный на ней кольцевой магнит 19 приближается к стенке резонатора, уменьшая его жесткость. Под действием давления в ,приемной полости 17 сильфона 8 сжимается и резонатор перемещается в направлении дна 2 корпуса 1, что приводит к перемещению стенки резонатора относительно кольцевых магнитов 12 и 19. При этом действие наружI

ного магнита 12 ослабевает, а внутреннего магнита 19 возрастает, поскольку действие магнитов на стенку 4 определяется их расстоянием от середины цилиндрического участка 4. Максимальнее действие наблюдается при расположении кольцевого магнита посередине этого участка, а минимальное - на конце этого участка. Следовательно, за счет относительного продольного перемещения резонатора относительно кольцевых магнитов жесткость резонатора при повышении давления дополнительно уменьшается.

В результате от одновременного действия пяти факторов (давления на стенку 4 резонатора, радиального перемещения двух магнитов относительно резонатора и продольного перемещения резонатора относительно двух магнитов) выходная частота колебаний резонатора уменьшается при повышении давления измеряемой среды. По этой частоте судят об измеряемом давлении. Полости 11 и 13 соединяются с атмосферой при измерении избыточного давления или вакуумируются при измерении абсолютного давления.

Выполнение кольцевого магнита в виде кольцевых сегментов позволяет исключить жесткость магнита в виде кольца и соответственно увеличить величину радиального перемещения магнитов. Крепление сегментов в средней части позволяет максимально исключить веяние жесткости сегментов на вели гну их радиал ного перемещения, В

-r-.-t случае их перемещение фактически зависит от жесткости стенки цилиндров 10 и 14.

Формула изобретения

10

15

20

полненный из ферромагнитного материала резонатор в виде стакана с цилиндрическим участком, внутри которого размещено устройство возбуждения и съема колебаний, закрепленного на держателе с основанием, и два кольцевых магнита, установленных коаксиально с резонатором, один из которых расположен внутри резонатора, а другой - снаружи, причем наружная поверхность резонатора и стенка корпуса образуют приемную полость, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен силь- йюном и двумя тонкостенными цилиндра, ми с кольцевыми буртами на торцах, установленными коаксиально с резонатором, при этом бурты одного тонкостенного цилиндра размещены на его внешней поверхности и скреплены с внутренней поверхностью корпуса, а бурты другого тонкостенного цилиндра размещены на внутренней его поверхности и закреплены на держателе, при этом один торец сильфона соединен с открытым торцом резонатора, а другой его торец закреплен на основании держателя, в держателе выполнен канал, 3Q с ообщающий приемную полость с полостью второго цилиндра, при этом второй магнит закреплен на внутренней поверхности первого цилиндра и размещен на уровне середины цилиндрического участка резонатора, а первый магнит установлен на внешней поверхности второго цилиндра и размещен на 1роьне открытого торца резонатора,

3, Датчик по пп.1и2, отличающийся тем, что кольцевые сегменты закреплены на стенках цилиндров в средней части каждого сегмента.

25

35

40

45

Фиг. 2

Редактор Л.Пчолинская

Составитель Е.Швая

Техред Л. Сердюкова Корректор В.Кабаций

Заказ 974

Тираж 459

ВНЙИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35 Раушская наб„г д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

п

Подписное