Датчик давления Советский патент 1991 года по МПК G01L7/08 G01L19/06 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на испытательных стендах и установках для регистрации давлений.

Цель изобретения - расширение рабочего диапазона, а также возможность дистанционной тарировки датчика.

На чертеже показана схема датчика.

Датчик состоит из цилиндрического корпуса 1, к торцу которого с одной стороны присоединено цилиндрическое основание 2, а с другой стороны - цилиндрическая крышка 3. Корпус 1 и основание 2 имеют осевые каналы 4 и 5. Между корпусом 1 и основанием 2 зажата измерительная мембрана 6 с преобразовательным элементом 7, электрические контакты 8 которого присоединены к измерительно- регистрационной аппаратуре.

В крышке 3 выполнен канал 9 для подвода измеряемого давления и седло 10, которое имеет отверстие 11 пневматически соединенное обводным каналом 12 с осевым канапом 4 корпуса 1.

На торце корпуса 1 в центре установлено второе седло 13, которое имеет осевое отверстие 14. Диаметр второго седла 13 составляет 3-5 диаметров седла 10.

Между крышкой 3 и корпусом 1 зажата эластичная диафрагма 15,операющая- ся в центральной зоне на седло 13. Внутри осевого канала 4 корпуса 1 установлен дроссель 16. Эластичная диафрагма 15 образует с крышкой 3 полость 17 и с корпусом 1 полость 13, а мембрана 6 образует с корпусом 1 надмембранную полость 19 и подмемб- ранную полость 20.

Полость 18 соединена каналом 21 с источником эталонного давления.

оэ

00

со to ел

Датчик давления работает следующим образом.

В исходном состоянии диафрагма 15 упругими силами прижата к седлу 13, осевое отверстие 14 перекрыто. Измеряемое давление через канал 9, полость 17, отверстие 11 в седле 10, обводной канал 12 и осевой канал 4 попадает в надмембранную полость 19 и прогибает мембрану 6.

3 результате реакции преобразовательного элемента 7 на прогиб мембраны 6 вырабатывается электрический сигнал, который через электрические контакты 8 передается к измерительно-регистрационной аппаратуре.

Для изменения диапазона работы датчика в пределах одного рабочего диапазона перед измерениями через осевой канал 5 основания 2 подают опорное давление, которое не должно превышать одного рабочего диапазона мембраны.

Для расширения диапазона работы датчика опорное давление перед измерениями подают одновременно в канал опорного давления 5 и в канал эталонного давления 21 .

При этом в подмембранной полости 20 сразу создается давление,равное опорному. Давление газа,поступающего через канал 21, преодолевает упругие силы диафрагмы 15 и отжимает ее от седла 13. При этом эффективная пло щадь диафрагмы, на которую действует давление, увеличивается, и она прижимается давлением газа к седлу 10,перекрывая отверстие 11.

Газ через дроссель 16 заполняет надмембранную полость 19. На короткое время на мембране 6 может возникнуть перепад давления, который постепенно уменьшается и исчезает совсем. Во избежании опасных перегру зок опорное давление подают ступенями, каждая из которых не превышает рабочего диапазона мембраны 6. О выравнивании давлений свидетельствует отсутствие сигнала с датчика.

Опорное давление через обводной канал 12 передается только на часть диафрагмы 15, с эффективной площадью определяемой площадью седла 10, и она остается прижатой к седлу 10.

При поступлении в полость 17 измеряемого давления, которое выше

10

15

20

25

3531325ч

опорного, диафрагма 15 под действием упругих сил и измеряемого давления возвращается в исходное положение, а, измеряемое давление по обводному каналу 12 попадает в надмембранную полость 19, осуществляя прогиб мемб- р аны 6.

Таким образом, диапазон измеряемого давления может быть изменен в широких приделах, а чувствительность датчика, определяемая толщиной мембраны, остается высокой.

Конструкция датчика позволяет проводить дистанционную тарировку,которая осуществляется путем создания ступеней эталонного давления в канале 21. Для этого вначале повышенным давлением отжимают мембрану 15 от седла 13, а потом эталонное давление изменяют как в сторону более высоких значений так и в сторону более низких давлений.

При этом, пока канал измеряемого давления 9 остается доступным для экспериментатора, можно проводить две тарировки: одну через канал 9 и вторую через канал 21.

После монтажа датчика на объекте, когда канал измеряемого давления 9 перестает быть доступным, тарировку проводят только через канал 21. Формула изоб

30

р е т е н и я

Датчик давления, содержащий цилиндрический корпус и основание с осевыми каналами и зажатую между ними измерительную йембрану с преобразовательным элементом, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона и обеспечения возможности дистанционной тарировки, он снабжен эластичной диафрагмой, двумя седлами разного диаметра, крышкой и дросселем,введенным в осевой канал корпуса, причем диафрагма зажата между крышкой и корпусом и расположена между седлами, из которых большее установлено на выходе осевого канала из корпуса, а меньшее - на крышке и соединено обводным каналом с надмембранной полостью в корпусе, при этом в крышке выполнен канал для подвода измеряемого давления, а полость в корпусе под диафрагмой соединена каналом с источником эталонного давления.

Изобретение относится к технике измерения давлений и позволяет расширить рабочий диапазон, а также дает возможность проводить дистанционную тарировку датчика. Датчик имеет измерительную мембрану 6 с электрическим преобразователем и эластичную диафрагму 15, расположенную между двух седел 10 и 13 разного диаметра. Большее седло 13 соединено осевым каналом 4, содержащим дроссель 16, с надмембранной полостью, которая дополнительно соединена обводным каналом 12 с отверстием в седле 10. Измеряемое давление подается в полость 17 диафрагмы 15, ас противоположной ее стороны по каналу 21 подается эталонное давление. 1 ил.

Редактор И.Сегляник

Составитель И.Невский Техред Л.Сердюкова

Заказ 536

Тираж 350

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

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

Корректор М.Максимишинец

Подписное