Устройство для контроля перепадов давления Советский патент 1991 года по МПК G01L7/18 G01M3/26 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для контроля перепадов давления при испытании изделий на герметичность по падению давления контрольного газа в изделии.

Целью изобретения является повышение чувствительности путем обеспечения неограниченного увеличения отношения диаметра расширительной камеры к диаметру трубки.

На чертеже изображена схема устройства для контроля перепадов давления.

Устройство содержит V-образную трубку 1, герметично соединенную магистралями 2 с двумя расширительными камерами 3. Диаметр последних значительно больше, 4ем внутренний диаметр трубки 1. Камеры 3 л трубка 1 заполнены однородной рабочей жидкостью 4. В измерительном колене трубки 1 размещен поплавок 5, содержащий иагнитные материалы и выполненный со вредней плотностью, равной плотности жидкости 4. Это достигается известными способами, например надеванием незамкнутого металлического магнитного кожуха на кусок пробки, дерева. Вдоль измерительного колена трубки 1 установлена шкала 6, жестко связанная с этим коленом. Последнее выполнено с возможностью изменения угла наклона относительно продольной оси другого колена. В магистрали 2, соединяющей неизмерительное колено с камерой 3, установлен дроссель 7.

Устройство работает следующим обра- фом.

Поплавок 5 устанавливается в началь- ijioe положение по шкале 6 путем воздейст- йия на поплавок 5 извне полем постоянного грагнита. Так как средняя плотность поплавка 5 равна плотности рабочей жидкости, при отсутствии изменений перепада давления контролируемых источников Pi и Р2 (в частности, при Pi - Ра 0) поплавок 5 находится И равновесии в любой точке измерительного Йолена (сила тяжести, действующая на поплавок 5, уравновешена архимедовой си- /|ой). При формировании перепада Давления в камерах 3 происходит перемещение рабочей жидкости 4 из одной камеры 3 и колена трубки 1 в другое колено и другую Камеру 3. Вместе с жидкостью 4 перемеща- йтся поплавок 5 в измерительном колене. Так как плотность жидкости 4 по высоте Столба практически постоянна (жидкость 4 Однородна), слой жидкости 4 в поперечном Сечении измерительного колена имеет в 02/d2 раз большую скорость перемещения, Чем свободная поверхность рабочей жидкости в камерах 3, где D - внутренний диаметр

камер 3; d - внутренний диаметр трубки 1, причем D d. Следовательно, без учета сил трения, действующих на поплавок 5 и жидкость 4, перемещению свободной поверхности жидкости 4 в камерах 3 устройства соответствует в D /d раз большей перемещение поплавка 5 в измерительном колене. Таким образом, при контроле перепада давления по перемещению поплавка 5 чувствительность устройства без учета столбов контролируемых сред определяется выражением

АР 2- 10

кгс

( Ь - 1)

см

где р- плотность рабочей жидкости, кг/дм3;

S - минимальное надежно фиксируемое перемещение поплавка 5, равное цене деления шкалы 6, мм;

q - ускорение свободного падения, м/с2.

Повышение чувствительности достигается тем, что благодаря введению в конструкцию устройства, имеющего камеры 3 с внутренним диаметром много большим, чем внутренний диаметр трубки 1, однородной

жидкости 4 и а измерительное колено трубки 1 поплавка 5 со средней плотностью, равной плотности жидкости 4, полностью раскрывается усилительная функция камер 3 в устройстве по сравнению с известными

устройствами, В то же время сохраняется разделительная функция камер 3 в устройстве, т.е. устройство работает при контроле перепадов давления как нейтральных, так и агрессивных газов и жидкостей.

Реальная зависимость перемещения поплавка 5 от перепадов давления опредг ляется тарировкой устройства. Устройстве тарируется известными способами, например при использовании устройства для испытаний изделий на герметичность по падению давления - по натеканию (или истечению) во времени газа из известной контрольной течи в полость (или из полости) известного обьема одной из емкостей устройства.

Дросселем 7 формируется гидросопротивление устройства, влияющее на скорость перемещения рабочей жидкости 4 и поплавка 5 при отработке перепада давления.

Дроссель 7 подбирается из условия получения допустимой зависимости перемещения поплавка 5 от скорости формирования перепада давления (допустимой динамической погрешности устройства). Преимущественное использование устройства при испытаниях изделий на герметичность по падению давления определяется плавностью формирования перепада давления и, следовательно, меньшими динамическими погрешностями контроля.

Для компенсации погрешности устройства, вызываемой дрейфом поплавка 5 (самопроизвольным перемещением ввиду реальной разницы плотности жидкости 4 и средней плотности поплавка 5), устройство настраивается путем регулирования угла наклона измерительного колена к горизонту. В зависимости от угла наклона формируется сила трения, действующая на поплавок 5 и уменьшающая дрейф. Регулирование уг- ла производится, например, вручную при сообщении измерительного колена с другим коленом и с камерой 3 с помощью гибких шлангов.

Благодаря повышению чувствительно- сти использование устройства для испытаний изделий позволяет значительно повысить производительность испытаний, особенно изделий с большими объемами или малой допустимой газопроницаемо- стью, например топливных баков самолетов, самолетных систем, смонтированных на борту и др. Так, при D 500 мм, d 5 мм, S - 1 мм, р 1 кг/дм3 (рабочая жидкость 4 - вода) имеет чувствительность устройства АР 2 кгс/см2 и при Уизд 5 м3, Оизд

10

-1 л мкн рт.ст

имеем At 16,8 мин

Устройство в ряде случаев позволяет заменить при испытаниях на герметичность более дорогие и требующие квалифицированного обслуживания масс-спектрометри- ческие течеискатели.

Формула изобретения

1,Устройство для контроля перепадов давления, содержащее заполненную жидкостью V-образную трубку, поплавок, размещенный в измерительном колене трубки, и две расширительные камеры, герметично соединенные с концами трубки и заполненные жидкостью, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности путем обеспечения неограниченного увеличения отношения диаметра расширительной камеры к диаметру трубки, расширительные камеры заполнены той же жидкостью, что и трубка, а поплавок выполнен со средней плотностью, равной плотности жидкости.

2.Устройство по п.1,отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности, поплавок выполнен со средней плотностью, равной плотности жидкости, а измерительное колено выполнено с возможностью изменения угла наклона относительно продольной оси другого колена.

Изобретение относится к контролю перепада давления при испытании полых изделий на герметичность и позволяет обеспечить повышение чувствительности путем обеспечения неограниченного увеличения диаметра расширительных камер. Устройство содержит V-образную трубку 1, соединенную с расширительными камерами 3. В измерительном колене трубки 1 расположен поплавок 5 со средней плотностью, равной плотности жидкости 4, заполняющей трубку 1 и камеры 3. При перемещении зеркала жидкости 4 в камере 3 от утечки в контролируемом изделии жидкость 4 в трубке 1 перемещается во столько раз быстрее, во сколько диаметр трубки 1 меньше диаметра камер 3. Вместе с жидкостью 4 в трубке 1 перемещается поплавок 5, по величине перемещения которого и определяют негерметичность изделия. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.