Датчик давления Советский патент 1993 года по МПК G01L9/12 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к емкостным датчикам давления, и может быть использовано для измерения статического и динамического давлений в жидких и газообразных средах с наличием перегрузок.

Изобретение направлено на повышение устойчивости к перегрузкам и увеличение надежности.

На чертеже показана конструкция датчика давления.

Датчик давления включает мембрану 1, кольцевая проточка которой разделяет ее на центральную подвижную часть 2 и периферийную неподвижную часть 3. К периферийной части 3 при помощи кольца 4 жестко крепится диск 5. На центральной части 2, а также и на противоположной стороне диска 5 выполнены круглые электроды 6, образующие переменную емкость. На периферийной части 3, а также и на диске 5 выполнены периферийные электроды 7, образующие эталоннуюемкость. От внешней среды электроды, образующие ёмкости, защищены гермопереходником 8, в котором предусмотрены контакты 9 для соединения электродов 6, 7 с электронной преобразующей аппаратурой емкости в напряжение или ток (не показана). В периферийной части 3 в радиальном направлении жестко установлены штифты 10. концы которых пропущены в цилиндрические пазы 11, выполненные в центральной части 2 мембраны 1. При помощи штуцера 12 конструкция устанавливается на контролируемые объекты.

Датчик давления работает следующим образом.

При подаче измеряемого давления на мембрану 1 происходит ее прогиб и перемещение центральной подвижной части 2 по отношению к периферийной неподвижной части 3, в результате чего изменяется зазор между электродами 6, а зазор между электродами 7 не изменяется.

Таким образом, емкость, состоящая из электродов 6, функционально зависит от давления (переменная емкость), а емкость, состоящая из электродов 7, не зависит от давления (эталонная емкость). В преобразователе емкости в напряжение или ток выходной сигнал изменяется пропорционально величине отношений переменной к эталонной емкости, а следовательно, и пропорционально величине изменения давления.

При перегрузках во время изменения давления центральная часть 2 перемещается на величину диаметрального зазора между пазами 11 и штифтами 10:

: f-- -,о)

где f - максимально допустимая величина прогиба мембраны;

D - диаметр паза в центральной части мембраны;d - диаметр штифта,

Для исключения упора центральной части 2 в диске 5 величина конструктивно выбирается из расчета .

,(2) где h - расстояние между электродами б.

При снятии давления перегрузки центральная часть 2 возвращается в исходное положение.

Таким образом, задавая величину диаметрального зазора между штифтами 10 и

пазами 11, равную максимально допустимой величине прогиба мембраны, но при этом обеспечивая величину этого зазора меньше расстояния между электродами, обеспечивают устойчивость к перегрузкам и

увеличивают надежность датчика.

Технико-экономическое преимущество заключается в том, что предложенный дат- чикдавления выдерживает8-10-кратное перегрузочное давление измеряемой средой,

а прототип только 1,2-1,5-кратные перегрузки, в результате чего надежность предложенной конструкции повышается в 5-7 раз.

35

Формула.из обретения

Датчик давления, содержащий мембрану с жестким центром, с утолщенным основанием и с центральным круглым и периферийным кольцеобразным электродами, между которыми выполнена1 кольцевая проточка, и размещенный напротив мембраны диск с зеркально симметричными электродами, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости к перегрузкам и увеличения надежности, в него введено не менее двух штифтов, жестко установленных в отверстиях, выполненных в основании и расположённых равномерно по периферийной части мембраны в радиальном направлении, причем концы штифтов с зазором размещены в цилиндрических пазах, выполненных в жестком центре мембраны, диск жестко соединен с мембраной, а зазор между штифтами и пазами равен

максимально допустимой величине прогиба мембраны.

Использование: в емкостных датчиках для измерения статического и динамического давлений в жидких и газообразных средах с наличием перегрузок. Сущность изобретения: датчик давления содержит мембрану 1, кольцевая проточка которой разделяет ее на центральную подвижную часть 2 и периферийную неподвижную часть 3. К периферийной части 3 при помощи кольца 4 жестко крепится диск 5. На центральной части 2, а также и на противоположной стороне диска 5 выполнены круглые электроды 6, образующие переменную емкость. На периферийной части 3, а также и на диске 5 выполнены периферийные электроды 7, образующие эталонную емкость. От внешней среды электроды, образующие емкости, защищены гермопереходником 8, в котором предусмотрены контакты 9 для соединения электродов 6, 7 с электронной преобразующей аппаратурой емкости в напряжение или ток. В периферийной части 3 мембраны в радиальном направлении жестко установлены штифты 10, концы которых пропущены в цилиндрические пазы 11, выполненные в центральной части 2 мембраны }. При помощи штуцера 12 конструкция устанавливается на контролируемые объекты, Изобретение обеспечивает повышение устойчивости к перегрузкам и увеличение надёжности. 1 ил.