Устройство для измерения давления Советский патент 1991 года по МПК G01L11/02 

рабочее 9 которого неподвижно закреплены соответственно на дне приемного 1 и

измерительного 2 сосудов U-образного манометра. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к U-образным манометрам с оптической регистрацией уровня жидкости, и может быть использовано в вакуумной технике при измерении малых давлений газа. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерений малых давлений. Цель достигается тем, что используется U-образный манометр с измерительным 2 и приемным 1 сосудами, источник 4 когерентного излучения , интерферометр 6 Майкельсона, отражательные зеркала отклоненное 8 и рабочее 9 которого неподвижно закреплены соответственно на дне приемного 1 и измерительного 2 сосудов U-образного манометра. 1 ил.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и предназначено для измерения давления с помощью U-об- разных жидкостных манометров.

Цельизобретения является повышение чувствительности и точности измерения давления.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из U-образного манометра с приемным сосудом 1 и измерительным сосудом 2, выполненного прозрачной жидкостью с показателем преломления п и соединенного с контролируемым объектом 3, источника 4 когерентного излучения и блока 5 регистрации уровня жидкости, состоящего из интерферометра 6 со светоделительным зеркалом 7, эталонным 8 и рабочим 9 зеркалами, закрепленными на дне приемного 1 и измерительного 2 сосудов соответственно, и дополнительным зеркалом 10 автоколлимационного канала. Счетчик 11 служит для визуальной регистрации смещения интерференционных полос, регистратор 12-для автоматической обработки результатов измерения и выдачи информации о давлении.

Устройство работает следующим образом.

Газ в контролируемом объеме действует на жидкость в приемном сосуде 1 Li- образного манометра. Это приводит к измерению уровня жидкости а приемном сосуде на величину + х, а в измерительном сосуде на величину - х. Следовательно, происходит изменение оптической разности хода между лучами рабочего канала интерферометра (при отражении от эталонного зеркала 8). Возникающее при этом смещение интерференционных полос регистрируется визуально счетчиков 11 и автоматическим регистратором 12.

Оптическая разность хода лучей Д между рабочим и автоколлимационным каналам интерферометра и величина смещения уровня жидкости х связаны между собой и со смещением интерференционной каотины m следующим соотношением:

А 2x(n-1)-2(-x)(n-1) 4x(n-1) m А ,

где m-относительное смещение интерфе- ренционной полосы;

А-длина волны источника света; n-показатель преломления жидкости. Оптическая разность хода в известном устройстве может быть определена как (п-1),

Изменение давления Р связано с изменением столба жидкости х в U-образном манометре соотношением

Р - рдх, где р- плотность жидкости;

g - ускорение силы тяжести.

Тогда Л -Е- (П - 1) можно оценить чувd Д

ствительность устройства , если при

dp

0,988 103 кг/м3; g - 9-81 м/с2; п

2(n - 1)/pg 6,7 10

-5

нятьр 1,33.

аД dp

Чувствительность предлагаемого ройства тогда составляет

уст5

0

5

0

5

d Д 4(п - 1) dp pg

13,4- 10

,-5

В предлагаемом и известном устройстве визуально измеряется относительное смещение интерференционной полосы m 0,1, Автоматический счетчик фиксирует минимальное относительное смещение m 0,01. При длине волны источника света А 0,5- м, известное устройство регистрирует минимальное смещение уровня жидкости

х тЯ 7,55 м, что соот- 2(п -1J

ветствует изменению давления Р 7,4 .

Предлагаемое устройство регистрирует минимальное смещение уровня жидкости

х m A

3,77 м, что соот4 n TJ

ветствует изменению давления Р 3,7 .

Анализ чувствительности известного устройства и предлагаемого показывает, что чувствительность последнего в два раза выше.

Формула изобретения Устройство для измерения давления, содержащее U-образный манометр с приемным и измерительным сосудами, которые заполнены прозрачной жидкостью, источник когерентного излучения и блок регистрации уровня жидкости в сосуде, выполненный в виде интерферометра со светоделительным, эталонным и рабочим зеркалами, причем рабочее зеркало установлено на дне измерительного сосуда, а светоделительное зеркало расположено перед открытым торцом измерительного

0

сосуда,отл ича ющееся тем, что,с целью повышения чувствительности и точности, в него введено дополнительное зеркало, оптически связанное с источником излучения и установленное за светоделительным зеркалом параллельно ему перед открытым торцом приемного сосуда манометра, при этом эталонное зеркало интерферометра закреплено на дне приемного сосуда.