Датчик разности давлений Советский патент 1993 года по МПК G01L13/06 

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно, к датчикам разности давлений жидких и газообразных среде емкостным преобразователем давления в электрический сигнал, предназначенным для эксплуатации при повышенных и криогенных температурах и больших отношениях стетического давления к разности, давления. .

Цель изобретения - повышение перегрузочной способности датчика разности давлений, работоспособного при криогенных и повышенных температурах.

На чертеже изображен предлагаемый датчик разности давлений в разрезе. Датчик содержит первую 1 и вторую 2 рабочие мембраны с жесткими центрами. Первая рабочая мембрана с внутренней стороны является плоской. На внутренней стороне второй рабочей мембраны равномерно размещены штыри-упоры 3. На плоской сторо- .не мембраны 1 размещен тонкопленочный электроизолированный электрод 4 рабочего конденсатора Сх и электрод 5 эталонного конденсатора С0. Рабочие мембраны 1 и 2 соединяются по периферии с двух сторон с пластиной 6 являющейся упором для них при перегрузке. На пластине 6 размещены зеркально симметрично тонкопленочные электроизолированные электрод 7 рабочего конденсатора и электрод 8 эталонного конденсатора. Рабочие мембраны 1 и 2 соединяются с пластиной Ј5 с начальным зазором, определяемым толщиной колец 9 и 10, равной или несколько большей перемещению рабочих мембран, вызываемому измеряемой разностью давления АР.

Для защиты электродов рабочего конденсатора от соприкосновения при перегрузке односторонним давлением на штыри-рупоры надеты шайбы 11 с толщиной

ti 2t2 + А , .

где t2-толщинатонкопленочного электрода рабочего конденсатора;

А- конструктивный допуск.

Датчик работает следующим образом.

При перегрузке односторонним давлением

Pi рабочая мембрана 1 упруго прогибается

и ложится через посредство шайбы 11 на

упорную пластину б большой жесткости, предохраняясь тем самым от пластических деформаций. Очевидно, что жесткость пластины 6 может быть выполнена сколь угодно

большой, по крайней мере большей жесткости рабочих мембран в число раз, равное перегрузке.

При выравнивании давлений Pi и Ра, действующих на рабочие мембраны 1 и 2,

рабочая мембрана 1 снимается с упоров пластины 6 и начинается рабочий процесс измерения. При этом упругий чувствительный элемент образуется двумя рабочими мембранами, соприкасающимися штырямиупорами. Форма поверхности штырей-упоров предпочтительно сферическая и может быть сформирована после сборки датчика, путем подачи давлений Pi и Р2.

Число штырей-упоров определяется

исходя из требований по перегрузочной способности. В первом приближении, при одном центральном упоре прогиб мембраны снижается в 24 раза.

При одном центральном упоре и одном

ряде штырей-упоров прогиб мембраны снижается в 44 256 раз.

Формула изобретения Датчик разности давлений, содержащий корпус, установленные в нем две мембраны, и преобразователь деформаций, о т- личающийся тем, что, с целью повышения перегрузочной способности при воздействии одностороннего давления в условиях криогенных повышенных темпера-.

тур, в нем одна из мембран с внутренней стороны выполнена плоской, а на внутренней стороне второй мембраны равномерно размещены штыри-упоры, между мембранами расположена введенная опорная пластина с жесткостью, превышающей жесткость мембран, выполненная с отверстиями для штырей-упоров, а преобразователь деформации выполнен в виде двух пар, зеркально расположенных тонкопленочных

5 электроизолированных электродов рабочего и эталонного конденсаторов, размещенных соответственно на плоской стороне мембраны и обращенной к ней стороне опорной пластины, причем на каждом из

0 штырей с обеих сторон опорной пластины установлены введенные упорные шайбы.

Использование: при измерении давления в условиях криогенных и повышенных температур и больших отношениях статистического давления к разности давления. Сущность изобретения: датчик разности давлений содержит первую 1 и вторую 2 .рабочие мембраны с жесткими центрами. Первая рабочая мембрана с внутренней стороны является плоской. На внутренней стороне второй 2 рабочей м ембраны равномерно размещены штыри-упоры 3. На плоской стороне мембраны 1 размещен тонкопленочный электроизолированный электрод 4 рабочего конденсатора С и электрод 5 эталонного конденсатора С. Рабочие мембраны 1 и 2 соединяются по периферии с двух сторон с пластиной б, являющейся упором для них при перегрузке. На пластине 6 размещены зеркально симметрично тонкопленочные электроизолированные электрод 7 рабочего конденсатора и электрод 8 эталонного конденсатора. Рабочие мембраны 1 и 2 соединяются пластиной 6 с начальным зазором, определяемым толщиной колец 9 и 10. Для защиты электродов рабочего конденсатора от соприкосновения при перегрузке односторонним давлением на штыри-упоры надеты шайбы 11. Такая конструкция датчика позволяет повысить его перегрузочную способность: а) при одном центральном упоре в 2 раза, б) при одном центральном упоре и одном ряде штырей-упоров - в 4 раза, 1 ил. (Л 6 00 00 ел О CJ h Ю 9