Устройство для измерения давления Советский патент 1991 года по МПК G01L11/00 

W

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения разности двух давлений жидких или газообразных сред.

Цель изобретения - повышение линейности выходной характеристики.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - датчик давления; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг, 2; на фиг. 4 - узел I на фиг. 3.

Устройство для измерения давления содержит измерительный прибор 1, источник 2 светового излучения, фотоприемник 3, датчик 4 давления, помещенный в корпусе 5, соединенный с источником 2 излучения и фотоприемником 3 при помощи световоло- конного кабеля 6 и снабженный штуцером 7 для подачи давления.

Датчик давления содержит каркас 8, представляющий собой цилиндр с входным каналом, соединенным со штуцером 7. На внешней поверхности цилиндра выполнены продольные канавки 9 и спиральная канавка 10, в которую уложен волоконный световод 11. Профиль спиральной канавки выполнен в виде трапеции. Отношение ширины И продольных канавок к ширине i выступов винтовой канавки 10 больше единицы (h/l2 1).

Каркас 8 герметично соединен резиновой мембраной 12 с выступами 13, расположенными на внутренней поверхности мембраны 12 над серединами продольных канавок 9. Диаметр мембраны выбирается меньше диаметра каркаса, чтобы мембрана плотно облегала каркас. При заданной ширине продольных канавок 9 глубина винтовой канавки 10 выбирается такой, чтобы после одевания мембраны 12 на каркас выступы 13 касались волоконного световода 11, уложенного в винтовую канавку 10, и частично деформировали его в направлении к оси. Это приводит, при условии, что длина волоконного световода в кольце не меняется при деформации, к дополнительному прогибу волоконного световода в сторону от оси каркаса на участках винтовой канавки, расположенных на выступах, т.е. волоконный световод отходит от дна канавки на указанных участках, сохраняя свое положение в плоскости кольца намотки, проходящей через середину дна винтовой канавки. Устройство работает следующим образом.

Сравниваемые давления Pi и Р2 (при условии Pi Р2) подаются к наружной стороне мембраны 12 через входной канал корпуса 5 - PI, а к внутренней стороне мембраны 12 иерез входной канал 7 датчика 4 - Р2. Разностное давление прогибает мембрану

12 над продольными канавками 9. Мембрана 12 выступами 13 дополнительно деформирует волоконный световод 11. Деформация волоконного световода приводит к возникновению в нем микроизгибов.

В результате этого происходит нарушение условия полного внутреннего отражения света, распространяющегося по волоконному световоду, т.е. часть светового излучения выходит из световедущей жилы и поглощается полимерным покрытием волоконного световода, Это приводит к уменьшению мощности оптического излучения на выходе волоконного световода, которое фиксируется фотоприемником 3. Сигнал с фотоприемника поступает на измерительный прибор 1, где усиливается, преобразуется и подается на индикатор и другие приборы.

Чувствительность устройства может регулироваться в широком диапазоне путем

подбора типа волоконного световода, изменения геометрий деформера и гибкости мембраны.

30

Формула изобретения

Устройство для измерения давления, содержащее источник излучения, фотоприемник, соединенный с измерительным прибором, датчик давления, имеющий полый

цилиндрический каркас с продольными канавками на внешней поверхности, на который намотан волоконный световод, при этом каркас помещен в гибкую герметичную оболочку, причем первый конец волоконного световода соединен с выходом источника излучения, а второй - с входом фотоприемника, отличающееся тем, что, с целью повышения линейности выходной характеристики, в датчике на внешней поверхности

каркаса выполнена спиральная канавка, а гибкая оболочка выполнена с продольными выступами на внутренней поверхности, при этом каждый выступ расположен в плоскости, проходящей через середину продольной канавки и ось каркаса, причем высота выступа h выбрана из условия

h (10-15)d,

где d - диаметр волоконного световода, а длина выступа равна длине продольной

канавки, при этом световод уложен по спиральной канавке.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения разности двух давлений жидких или газообразных сред. Цель изобретения - повышение линейности выходной характеристики. Устройство содержит измерительный прибор 1, источник 2 излучения, фотоприемник 3 и датчик 4 давления, содержащий каркас, представляющий собой цилиндр с входным каналом для приема давления. Цилиндр имеет ряд продольных каналов, оасположенных вдоль образующей цилиндра, и поперечную спиралеобразную канавку, в пазы которой уложен волоконный световод, чувствительный к микроизгибам. Каркас герметично зякрыт резиновой мембраной с выступами, находящимися посередине продольных канавок. Глубина спиралеобразной канавки при заданной ширине продольных канавок выбрана такой чтобы в исходном положении, когда разность давлений над мембраной и под ней равна нулю, выступы мембраны слегка прогибали оптическое волокно, уложенное в спиралеобразную канавку, в месте касания. Участок волокна, контактирующий с мембраной, в результате использования радиального продольного выступа высотой 1-1,5 мм практически сводится к точке, следовательно, величина прогиба оптического волокна будет линейно зависеть от величины прогиба мембраны, начиная с разности давлений, равной нулю. 4 ил. Ё О го ю ю

10

Фиг. 2

10 12

Фиг. 4