Устройство для измерения низких давлений Советский патент 1992 года по МПК G01L21/00 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к вакуумметрам, и может быть использовано.при измерении низких давлений в вакуумных системах в диапазоне измерения (2,0-1 - )133Па, например в барокамере.

Известны устройства для измерения низких давлений, например теплоэлектри- ческие манометры 1. К их недостаткам следует отнести зависимость показаний манометров от изменения температуры внешней среды.

Близким к предлагаемому устройству для измерения низких давлений (прототипом) является устройство, содержащее систему камер, датчик давления, соединенный со стабилизированным источником питания, и образцовый вакуумметр 2, Недостатком его является сравнительно низкая точность измерения давления.

Цель изобретения - повышение точности игмерения низких давлений, что позволит при использовании устройства в барокамерах улучшить их эксплуатационные показатели при испытаниях высотного оборудования летательных аппаратов

Цель достигается тем, что устройство . снабжено измерительным вакуумводом, выполненным в виде последовательно соединенных первой, второй и третьей камер, при этом первая камера сообщена через последовательно включенные фильтр и вентиль с атмосферой, третья камера снабжена вход ным патрубком для подключения к источнику измеряемого давления, а между первой и второй камерами, второй и третьей камерами установлены соответственно первая и

XI XI

со сл

00

W

вторая калиброванные диафрагмы, причем образцовый манометрический вакуумметр соединен с двухходовым пневмопереключа- телем, первый вход которого соединен с первой камерой, а второй - со второй, датчик перепада давления соединен своим первым входом со второй камерой, а вторым входом - с третьей камерой, при этом площади поперечных сечений FI и Fa первой и второй калиброванных диафрагм выбраны по соотношению

Ј2 Рд

FI РБ где РА - давление в первой камере;

РБ - давление во второй камере, при этом вентиль выполнен регулируемым.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена функциональная схема устройства для измерения вакуума.

Устройство содержит датчик 1 перепада давлений, который подключен к стабилизатору 2 напряжения, соединенному с источником 3 электропитания, образцовый манометрический вакуумметр 4, вакуумвод 5, выполненный в виде трубопровода, состоящего из трех последовательно соединенных камер 6-8, отделенных друг от друга шайбами-диафрагмами 9, имеющими либрованные для требуемого диапазона измерения отверстия, при этом первая камера 6 вакуумвода 5 сообщена с атмосферой через защитный фильтр 10, герметически закрыта вентилем 11 и соединена с образцовым манометрическим вакуумметром 4, третья камера 8 вакуумвода 5 герметично подключена к барокамере 12 высокого вакуума, в которой измеряется давление, и соединена гермотрубкой 13 со штуцером 14 статического давления датчика 1 перепада давлений, а вторая камера 7 вакуумвода 5 заключена между первой 6 и третьей 8 камерами, сообщается с ними через шайбы- диафрагмы 9 различного сечения и соединена гермотрубкой 13 со штуцером 15 динамического давления датчика 1 перепада давлений. Кроме того, вентиль 11 имеет ручной механизм 16 регулирования начального давления в первой камере 6, а датчик 1 перепада давлений соединен с индикатором 17 и регистратором 18. Образцовый манометрический вакуумметр 4 соединен через тумблер 19 с первой, второй камерами 6. 7.

Измерение сверхнизких давлений (вакуума) осуществляется следующим образом. Задаем диапазон измерения давления. равный (2-1 )х133 Па. Затем в соответствии с измеряемым диапазоном выбираем датчик 1 перепада давлений. Перед началом

измерения вакуума в барокамере 12 определяется калибр-площадь FZ поперечного сечения второй шайбы-диафрагмы 9, устанавливаемой между второй 7 и третьей 8 камерами, в соответствии с выражением

с PA Fi F2 ,

где FI - известная, заранее выбранная, исходя из требуемого диапазона измерения,

площадь поперечного сечения отверстия первой диафрагмы 9, установленной между первой 6 и второй 7 камерами;

Рд - давление в первой камере 6; РБ давление во второй камере 7,

Шайбы-диафрагмы 9 выбранного калибра, первая и вторая 9, устанавливаются в камеры 6,7 вакуумвода 5, тем самым требуемый диапазон измерения низкого давления подобран. Для того, чтобы калиброванные шайбы

9 не загрязнялись, после вентиля 11 в первой

6камере устанавливается фильтр 10 очистки. Затем для выполнения измерений давления в барокамере 12 с помощью ручного механизма 16 вентиля 11 в первой камере 6 уста- навливаетсястабильное давление,

контролируемое по образцовому манометрическому вакуумметру 4 (тумблер 19 в левом положении), При этом во второй камере

7устанавливается постоянное, исходное давление. Газовая струя с критической скоростью по всему тракту вакуумвода 5 обеспечивается установкой расходных шайб-диафрагм 9 с калиброванными отверстиями, заданной величиной опорного давления в первой камере 6 и исходного давления в камере 7. Отсечка диапазона измерения вакуума (2-1- 10 )х133 Па осуществляется за счет разгона газовой струи до критической скорости, что приводит к

тому, что в вакуумводе 5 устанавливается постоянный расход газа, а во второй камере 7 - постоянное давление, которое контролируется с помощью вакуумметра 4 при нахождении тумблера 19 в правом положении. В результате этого установленное во второй камере 7 давление выбранной величины подается по гермотрубке 13 на динамику датчика 1 перепада давлений, а давление в третьей 8 камере, где устанавливается давление, равное давлению в барокамере 12, фиксируется статикой датчика 1 перепада. Включив источник электропитания 3 датчика 1 перепада давлений, производим непрерывное слежение за величиной

измеряемого давления (вакуума), отсчет и запись его показаний соответственно на индикаторе 17 и регистраторе 18.

Итак, по изменению переняла давления в камерах 7 и 8 определяем величину ддвления в барокамере 12 высокого вакуума. Дальнейшее уменьшение давления в барокамере (после второй калиброванной диафрагмы 9) уже практически не сказывается на изменение расхода газа, а, следователь- но, на давлении во второй 7 камере. Это дает возможность фиксировать с помощью датчика 1 перепада давлений изменение давления между второй 7 камерой и барокамерой 12 (объектом измерения) практиче- ски по линейному закону, что значительно повышает точность измерения.

Устройство для измерения вакуума может быть применено для измерения и регистрации сверхнизких давлений газовой смеси барокамер при испытаниях систем жизнеобеспечения экипажей транспортных средств, причем независимо от изменения температуры окружающей среды и со значительно меньшей погрешностью измерения. Формула изобретения 1. Устройство для измерения низких давлений, содержащее датчик перепада давления, соединенный со стабилизированным источником питания, и образцовый маномет- рический вакуумметр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено измерительным вакуумводом. выполненным в виде последовательно соединенных первой, второй и третьей камер при этом первая камера сообщена через последовательно включенные фильтр и вентиль с атмосферой, третья камера снабжена входным патрубком для подключения к источнику измеряемого давления, а между первой и второй камерами и второй и третьей камерами установлены соответственно первая и вторая калибровочные диафрагмы, причем образцовый манометрический вакуумметр соединен с двухходовым пневмопереключателем, первый вход которого соединен с первой камерой, а второй - со второй, датчик перепада давления соединен первым входом с второй камерой, а вторым входом - с третьей камерой, при этом площади поперечных сечений FI и F2 первой и второй калиброванных диафрагм выбраны по соотношению

F2/Fi РА/РБ, где РА - давление в первой камере:

РБ - давление во второй камере.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем. что, с целью повышения точности измерения путем обеспечения критического течения газа во второй камере, в нем вентиль выполнен регулируемым.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения низких давлений в диапазоне (2.0...1Х )133 Па в барокамере. Цель изобретения - повышение точности измерения сверхнизкого давления газовой среды барокамеры. Цель достигается тем, что устройство содержит вакуумвод, выполненный в виде трубопровода, состоящего из трех последовательно соединенных камер, отделенных друг от друга сменными диафрагмами, имеющими калиброванные отверстия, при этом первая камера вакуумвода сообщена с атмосферой через защитный фильтр, герметически закрыта регулируемым вентилем и соединена с образцовым вакуумметром, третья камера герметично подключена к барокамере, в которой измеряется давление, и соединена гермотрубкой со штуцером статического давления датчика перепада, а вторая камера вакуумвода заключена между первой и третьей камерами, сообщается с ними через диафрагмы различного сечения и соединена гермотрубкой со штуцером динамического давления датчика перепада давления, подключенного к стабилизатору напряжения, соединенному с источником питания. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. сл с