Способ измерения давления Советский патент 1988 года по МПК G01L11/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике измерения давления. Известен способ измерения давления, основанный на измерении скорости прохождения упругих волн в измерительной среде, в которой создают давление, соответствующее измеряемому давлению. Однако этот способ нельзя использовать для измерений в области сверх высоких давлений. В известном способе в качестве измерительной и передающей давление сред используют среды для которых полностью вьшолняется закон Паскаля, т.е. газы или жидкости с малой вязкостью, которые при сверхвысоких дав лениях твердеют или становятся настолько вязкими, что давление не может быть передано из одного устройст ва в другое. Цель изобретения - расширение диа пазона измерения в область сверхвысоких давлений. Такие давления создают сжатием в замкнутых объемах пластических веществ (пирофилита, свинца, индия, хлористого серебра и ТоП,) и исполь зуют для воздействия на другие вещества непосредственно в том же рабочем объеме - в самой камере, в которой осуществлялась генерахдия давления . По предлагаемому способу эталонную среду вьтолняют из твердого тела, непосредственно воздействуют на нее измеряемым давлением, меняя тем самым ее линейные размеры и упругие свойства, пропускают через эталонную среду упругие волны, частоту которых подбирают, укладывают в сжатой эталонной среде определенное число полу волн и по этой частоте находят величину измеряемого давления о Коррекцию По температуре осуществляют введением температурной поправ ки в тарировочную зависимость. Независимость измерений от деформаций как самой камеры, так и определенных деталей камеры осуществляют определением частоты упругих волн, обеспечивающей укладывание определен ного количества полуволн только в эталонной среде Способ осуществляют следующим образом. В качестве эталонной среды выбирают железо армко, благодаря его высоким упругим характеристикам и отсутствию фазовых превращений в интервале давлений 0-130 кбар. Зависимость его упругих свойств от давления описывалась в рамках линейного приближения теории конечных деформаций 9К р. р - . К : К, -f -Эр i ЭРгде Р - давление; К, Кд - изотермический модуль объемной упругости при давлениях Р и р О соответственно;G, GO - модуль сдвига при давлениях Р и р О, ак 9G --- -,;- - Производные этих модуо р о р лей по давлению При Из этих двух уравнений рассчитывают зависимость от давления частоты f сдвиговых волн, которая обеспечивает укладывание определенного количества полуволн в эталонной срер . р - ( 3 К р I)G -Jp1/2 . . где f - соответствующая частота при Эк 3G Величины К, :° тг . деляют из ультразвуковых измерений. В камеру высокого давления помещают эталонную среду в виде образца из поликристаллического железа диаметром 7-10 мм и толщиной. 3-4 мм. Образец окружают пластической средой, передающей давление, в которую помещают проволочки реперных метаплов: висмута, таллия, бария. На внешней стенке камеры укрепляют пьезопреобразователь - кварцевую пластинку jf - среза на 10 мГц, которую подключают к импульсной ультразвуковой установке а Упругая сдвиговая волна, возбужденная пьезопреобразователем, проходит через, стенку камеры и через находящийся со стенкой в акустическом контакте образец железа, отражается

34616754

от его свободного торца и возвращает- сводится к подбору несущей частоты ся назад к пьезопреобразователю. радиочастотных импульсов, прикладыДлительность посылаемого пакета g образом, чтобы обеспечить сложение упругих волн выбирают большей време- возвращающихся сдвиговых волн в фаэ ни прохождения двойной длины образца или противофазе. Тем самым обеспёчижелеза. На границе раздела сред стен- вается укладывание определенного чиска камеры - образец железа происхо- ла полуволн в эталонной среде. Из дит интерференция упругих волн, отра-10 измерений соответствующей частоты по женных от этой границы и возвращаю- рассчитанной зависимости определяют щихся из образца. Процесс измерения давление в камере. ваемых к пьезопреобраэователю таким

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ путем пропускания через эталонную Среду упругих волн, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения в область сверхвысоких давлений, эталонную ере-: ду выполняют из твердого тела, непосредственно воздействуют на нее измеряемым давлением, меняя ее линейные размеры и упругие свойства, подбирают частоту упругих волн, укладывают в эталонной среде определенное число полуволн и по этой частоте находят величину измеряемого давления.