Способ измерения давления газа Советский патент 1992 года по МПК G01L11/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления газов. Целью изобретения является повышение точности. На чертеже показана структурная схема устройства для осуществления способа. Колена 1 и 2 и-образного манометра 3 подсоединены к электромагнитным генераторам 4 и 5 с системами автоподстройки частоты 6 и 7, выходы генераторов подключены к смесителю 8, выходной сигнал которого регистрируется измерительным прибором 9. Способ осуществляют следующим образом. В исходном состоянии г1ри одинаковом давлении в обоих коленах U-образного манометра уровни жидкости одинаковы и частоты резонаторов равны между собой. Отклонение давления Р приводит к смещению уровней жидкости на высоту h в соответствии с соотношением .(1) где р - плотность рабочей жидкости манометра;g- ускорение свободного падения тела. Смещение уровня жидкости вызывает изменение его частоты, которое определяют по формуле 1 ()24-(Р)2 где fcH-u- абсолютные диэлектрическая и магнитная проницаемость среды в резонаторе; Bmn - корни функции Бесселя, т, п и К -количество полуволн, укладывающихся по азимуту, радиусу и длине резонатора; R и I -радиус и длина резонатора. Связь ежду относительным уровнем жидкостей h и относительным изменением частоты резонаторов fi-f2 находят, используя формулы (1) и (2). Записывают выражения частот резонаторов для нулевого давления (когда fi f2 fo) и для давления, равного Р (когда fi fo + Af, f2 fo-Af) 1 t()2+(K) уВтпч2 , i1/2 C-R) +(7) J ()+(K-)l R Здесь приращения частсэты Af симметричны относи- ельно начальной частоты резонатора. У одного резонатора высота уменьшается 1 - h и его частота возрастает f о + А f, а у другого резонатора высота увеличивается I + h, что уменьшает его частоту дof-Af. Связь между относительным уровнем жидкости в резонаторах и их частотами описывается уравнением 2P() 1-№.l2(f5-f2o)f/ которое в области небольших смещений h « 10-1 принимает вид; 2h A(fi-f2)(5) А - постоянная данного манометра; с - скорость света. Давление с учетом (1) рассчитывается по формуле P-pgA(fi-f2).(6) Таким образом, предлагаемый способ измерения давления заключается в осуществлении с его помощью .преобразования давления в разность частот резонаторов, которые конструктивно совмещены с коленами и-образного манометра. Точность измерения давления определяется точностью входящих в уравнение (6) величины - плотности рабочей жидкости, ускорения свободного падения и частот объемных резонаторов. Диапазон измеряемых давлений по предлагаемому способу ограничен допустимым смещением уровня рабочей жидкости в резонаторах в пределах h, где h « 101, Однако диапазон измерения можно расширить до h I, если вместе с измерением собственных частот резонаторов измерять и их типы колебаний. В этом случае система уравнений (3) приводит к следующему уравнению(- л-1/22 ( ( Втпч - 1/2 -1 -) Ь где Кб и KI - целые числа, определяющие количество полуволн на длине резонатора при нулевом и измеряемом давлении. Типы колебаний резонаторов определяются по известной методике. Диапазон измеряемых давлений может быть расширен в область высоких давлений компенсаций измеряемого давления путем использования дифференциального включения резонаторов,,а компенсирующее давление может быть измерено с помощью известного манометра. Формула изобретения Способ измерения давления газа с помощью и-образного ртутного манометра, основанный на уравновешивании измеряемогодавления гидростатическим давлением ртути в колене манометра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, соединяют при помощи волноводов незаполненных ртутью объемы колен, образующих с поверхностью ртути объемные резонаторы, с высокочастотным электромагнитным генератором, измеряют резонансные частоты этих резонаторов и определяют их типы колебаний при давлении, равном нулю, и при измеряемом давлении, а давление определяют по соотношению

(-)

-1/2

В

тпч - 1/21

К f (-, 7:2 т)J T

D

где g - ускорение свободного падения;

/ -плотность ртути:

Ко и KI - целые числа, равные количеству полуволн электромагнитных колебаний при нулевом и измеряемом давлениях;

Bmn - численный коэффициент типа колебаний;

с- электромагнитная постоянная;

D - внутренний диаметр колена U-образного манометра;

ftfc и (Ui - резонансные частоты при нулевом и измеряемом давлениях.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления газов. Це/Гь изобретения - повышение точности измерения. Это достигается тем, что при измерении давления IJ-образным жидкостным манометром применяют колена манометра, выполненные из металла, при этом внутренние поверхности их полируют, соединяют коленаВходКкиэмер. даВл о о f оолорного ^ениягдер - плотность жидкости; g - ускорение свободного падения: Ко и Ki - число пол- ^уволн электромагнитных колебаний при нулевом, и измеряемом давлении: Bmn - численный коэффициент типа колебаний: D - внутренний диаметр колена манометра: Шо и а)\- резонансные частоты при нулевом и измеряемом давлениях. .^ СО Ю О