Датчик разности давлений Советский патент 1992 года по МПК G01L9/12 G01L13/02 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при разработке датчиков для измерения разности давлений агрессивных сред при высоких рабочих давлениях, к которым предъявляются 5 высокие требования устойчивости к воздействию механических дестабилизирующих факторов - вибрации,ударов,

Известна конструкция емкостного датика перепада давлений с двумя трубчатыми 10 цилиндрическими разностенными упругими чувствительнытМ элементами, установленными соосно и скрепленными друг с другом с помощью центральной заглушки.

Недостатком такой конструкции являет- 15 ся относительно низкая в иброустойчивость и большие габариты за счет консольно закрепленных трубок, концы которых содержат электроды конденсаторов.

Цель изобретения - повышение вибро- 20 устойчивости и уменьшение габаритов датчика разности давлений.

Сущность изобретения заключается в том, что прямолинейные цилиндрические трубки с эксцентричными каналами уста- 25 новлены параллельно и симметрично относительно друг друга и гибкой опоры и повернуты своими тонкими стенками в сторону опоры. Одни концы трубок герметично соединены с корпусом, а другие жестко со- 30 единены с кронштейном, на концах которого закреплены подвижные электроды емкостного преобразователя.

На фиг,1 и 2 приведена конструкция датчика.35

Датчик содержит корпус 1, к которому приварены нижние концы цилиндрических трубчатых чувствительных элементов 2 и 3. К верхним концам трубчатых элементов приварен кронштейн 4. Верхние отверстия 40 трубчатых элементов загерметизированы с помощью загл- шек 5, вваренных в отверстия кронштейна 4. Нижние концы трубчатых элементов загерметизированы с помощью засушек 6, вваренных в отвер- 45 стия корпуса 1. Внутренние полости трубчатых элементов 2 и 3 через отверстия 7 и 8 соединены с внутренними полостями штуцеров 9 и 10, которые приварены к корпусу 1, Через эти штуцеры в датчик подаются 50 давления Р1 и Р2, разность которых необходимо измерить.

Кронштейн 4 выполнен за одно целое с пластиной 11, имеющей тонкий гибкий участок, прилегающий к кронштейну. Конец 55 пластины соединен сваркой со стойкой корпуса 1. На концах кронштейна 4 с помощью плавленого стекча закреплены подвижные электроды 12 и 13 емкостного преобразователя. Неподвижные электроды 14 и 15также

с помощью плавленого стекла закреплены на пластине 16. Пластина 16 через мерные прокладки 17 жестко соединена с двумя стойками корпуса 1. Толщина мерных прокладок 17 рассчитана, исходя из необходимого зазора между подвижными и непод- вижными обкладками конденсаторов. Датчик закрыт кожухом 18, нижняя часть которого герметично сварена с корпусом 1, В верхней части кожуха расположены герметичные электровыводы 19.

Датчик работает следующим образом.

Давления Pi и г, разность которых необходимо измерить, через штуцеры 9 и 10 и отверстия 7 и 8 поступают в цилиндрические трубки 2 и 3 с эксцентричными каналами. При одинаковых значениях давлений PI и Рг за счет разности продольных напряжений в трубках возникают одинаковые изгибные усилия, которые воспринимает пластина 11, выполняющая роль упругой опоры (шарнира). При этом поворота кронштейна вокруг упругой опоры не произойдет. Зазоры между электродами левого (€12-14) и правого (Ci3-is) конденсатора не.изменяются. При повышении одним из давлений другого, например PI Pa, изгибающее усилие трубки 2 увеличивается, система упругих элементов выходит из состояния равновесия и кронштейн 4 поворачивается относительно упругой опоры пластины 11.

При этом зазор между электродами 12 и 14 уменьшается, а зазор между электродами 13 и 15 увеличивается и, соответственно, емкости конденсатора С12-14 увеличиваются, а емкости конденсатора С-кыб уменьшаются. Эти конденсаторы включаются по известной дифференциальной электрической схеме, которая преобразует изменение их емкостей в изменение электрического сигнала. При превышении давлением Ра давления Pi происходит обратный поворот кронштейна, приводящий к увеличению емкости конденсатора Cia-15 и уменьшению

С12-14,

Формула изобретения Датчик разности давлений, содержащий корпус с двумя подводящими штуцерами, расположенный в корпусе дифференциальный блок упругих чувствительных элементов, выполненных в виде двух идентичных прямолинейных цилиндрических трубок с эксцентричным каналом, и емкостный преобразователь, выполненный в виде двух кбнденсаторов с подвижными и неподвижными плоскими электродами, причем неподвижные электроды закреплены в корпусе напротив подвижных электродов, отличающийся тем, что, с целью

повышения виброустойчивости и уменьшения габаритов, в нем прямолинейные цилиндрические трубки с эксцентричным каналом установлены параллельно и симметрично друг относительно друга и соори- ентированы своими тонкими стенками в одну сторону, при этом одни их концы жестко соединены между собой с помощью введенного кронштейна и упругого шарнира, расположенного со стороны их тонких стенок симметрично относительно продольных осей трубок, а другие концы трубок герметично соединены с корпусом и их полости сообщены с подводящими штуцерами, причем подвижные электроды конденсаторов закреплены симметрично на концах кронштейна в плоскости, перпендикулярной направлению оси упругого шарнира, и расположены со стороны толстых стенок цилиндрических трубок.

Использование: при разработке датчиков разности давлений агрессивных сред. Цель: повышение виброустойчивости и уменьшение габаритов датчиков разности давлений. Сущность изобретения: жесткое закрепление обоих концов трубчатых чувствительных элементов 2, 3. В корпусе 1 с двумя штуцерами 94 10 и каналами, подводящими давления, расположен блокупоугих А-А / / 7 6 /70/tepevfJ0f cf4f #ие мру 50м fa/e.1 чувствительных элементов 2, 3, выполненных в виде двух идентичных прямолинейных цилиндрических трубок с эксцентричными каналами. Трубки установлены параллельно и симметрично относительно друг друга и сориентированы своими тонкими стенками в одну сторону. Нижние концы трубок приварены к корпусу 1 и их отверстия соединены с подводящими каналами штуцеров 9,10 Верхние концы трубок жестко соединены с кронштейном 4, который через упругий шарнир соединен с корпусом. Шарнир расположен со стороны тонких стенок трубок и симметрично относительно их продольных осей. Подвижные электроды конденсаторов симметрично закреплены на концах кронштейна 4 в плоскости, перпендикулярной оси упругого шарнира, со стороны толстых стенок трубок. Неподвижные электроды установлены на стойках корпуса 1.2 ил. - fe 5 сл о а

Фиг. 2