Устройство для измерения давления Советский патент 1976 года по МПК G01L11/00 G01L7/08 

1

Изобретение относится к области приборостроения, в частности, к устройствам, измеряющим давление дискретным способом.

Известны устройства для измерения давления, принцип действия которых основан на измерении давления равными порциями при помощи реле разности давлений, одна из попосгей которого в каждом цикле измерения становится замкнутой, а давление в ней является опорным по отнощению к другой полос ти, которая сообщается с помощью э.лектрок.лапана, управляемого этим реле ра.:;;10Ст:,- давлений, с магистралью измеряемого давления 1, 2, 3.

В устройстве 1 имеется реле разнос ти давлений, полости которого разделены упругим чувствительным элементом (мембраной). В каждом цикле измерений после выравнивания давлений в полостях реле разности давлений одна из полос.ей становится замкнутой. Давление в этой полости является опорным по отношению к второй полости, сообщающейся с помощью электро- клапана с магистралью измеряемого давления, и оно должно сохраняться неизменным

до следующего цикла измерения. Однако изменение давления в полости реле разности давлений, связанной с магистралью измеряемого давления, вызьшает перемещение чувствительного элемента (мембраны), что приводит к изменению опорного давления в замкнутой полости реле разности давлений. Изменение опорного давления в за,жнутой полости реле разности давлений, вызванное перемещением ч вствительного элемента или другим фактором, создает погрешность измерения, которая увеличивается с ростом измеряемого давления и увеличением количества срабатываний реле. Все это такл-се ограничивает диапазон измерения.

Для повышения точности и расширения д апазона измерения предлагаемое устройство снабжено компенсатором изменения объема закжнутой полости реле разности давлений, выполненным в виде упругого элемента, например мембраны, и .двух электромагнитов, связанных своими якорями сцентром упругого элемента, который закреплен в корпусе реле на линии раздела его полостей, при этом обмотки электромагнитов через релей-

ный блок соединены с обмотками электроклапанов.

На чертеже показана принципиальная схема описываемогчэ устройства, содержащего реле 1 разности давлений с двумя полостями 2, 3, каждая из которых поочередно в каждом цикле измерения замкнута, и чувст вительным элементом 4, два электроклапана 5, 6, счетчик импульсов 7, электромеханический компенсатор объема 8, состоящий из двух электромагнитов 9, 10 и мембраны 11 (сильфона и других упругих элементов), центр которой соединен с якорями электромагнитов 9 и 10, и релейный блок 12, управляемый реле 1.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что изменение объема замкнутой полости происходит только за счет перемещения чувствительного элемента (мембраны) 4 реле 1.

Пусть измеряемое давление увеличивается. Тогда релейный блок 12 своими контактами 13 и 14 соединит обмотку электроклапана 5 левой полости 2 с обмоткой электромагнита 10, установленного в правой полости 3 реле 1, а обмотку электроклапана 6 правой полости 3 соединит с обмоткой электромагнита 9, установленного в левой полости 2.

Допустим в начальный момент под током окажутся обмотки электроклапана 5 и электромагнита 10, В этом случае полость 2 реле разности давлений будет замкнута, а полость 3 соединится через электроклапан 6 с магистралью измеряемого давления Р, При росте измеряемого давления чувствительный элемент (мембрана) 4 прогнется в сторону замкнутой полости 2 и объем ее уменьшится. Но так как электромагнит Ю включен, то он прогнет мембрану 11 компенсатора объема 8 в обратную сторону, в результате чегчэ объем в замкнутой полости 2 увеличится на такую же величину, на которую уменьшится он за счет прогиба мембраны 4. Таким образом, происходит полная компенсация объема замкнутой полости 2, и опорное давление в ней сохраняет свою величину. При достижении заданного перепада давление между полостями 2 и 3 реле 1 срабатывает релейный блок 12, который выдает сигнал на счетчик импульсов 7, отклюи чает электроклапан 5 и электромагнит 10 и включает электроклапан 6 и электромагнит 9. Теперь правая полость 3 замкнута, а измеряемое давление через электроклапан 5 подается в полость 2 реле разности давлений. При дальнейшем увеличении измеряемого давления чувствительный элемент 4 прогибается в сторону замкнутой полости 3

и уменьшает ее объем, а электромагнит 9 прогибает мембрану 11 в сторону разомкнутой полости 2 и увеличивает на ту же саму величину объем замкнутой полости 3. Снова происходит полная компенсация изменения объема замкнутой полости 3.

При уменьшении измеряемого давления релейный блок 12 включает вычитающий вход счетчика импульсов 7 и соединяет контактами 14, 13 обмотки электроклапана 5 и электромагнита 9 левой полости 2 и обмотки электроклапана б и электромагнита 1О правой полости 3 реле разности давлений, В этом случае измеряемое давление в каждом цикле будет прогибать чувствительный элемент 4 в сторону разомкнутой полости, и объем замкнутой полости будет увеличиваться, а электромагниты 9 и 10 будут прогибать лембрану 11 компенсатора 8 в сторону замкнутой полости и будут уменьшать ее объем на ту же величину,

В общем случае в каждом цикле прогиб мембраны 11 компенсатора объема 8 должен выбираться в ту сторону и на такую величину, чтобы полностью скомпенсировать изменение объема замкнутой полости, вызванного перемещениями чувствительного элемента 4 реле 1, подвижных частей электроклапанов 5 и 6 и другими факторами. Направление прогиба мембраны 11 компенсатора объема 8 устанавливается соответствующим соединением обмоток электроклапанов 5, 6 и электромагнитов 9, 1О компенсатора 8, а величина прогиба регулируется ходом якорей электромагнитов 9 и 10.

Полная компенсация изменения объема замкнутой полости реле разности давлений позволяет в каждом цикле измерения сохранить неизменность опорного давления в этой полости и тем самым уменьшить погрешност измерения и значительно расширить диапазон измерения давления.

Формула изобретения

Устройство для измерения давления, содержащее реле разности давлений с двумя полостями, одна из которых в каждом цикле измерения замкнута, два электроклапана, релейный блок и счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерения, оно снабжено компенсатором изменения объема замкнутой полости реле разности давлений, выполненным в виде упругого элемента, например мембраны, и двух электромагнитов, связанных своими якорями с центром упругого элемента, который

56

закреплен в корпусе репе на пинии раздепа1. Авт. св. СССР № 299753, кл. G- 01

его полостей, при этом обмотки электро-L 11/ОО, 1969.

магнитов через релейный блок соединены2. Авт. св. СССР № 301580, кл. G 01

с обмотками эпектроклапанов.L 7/02, 197О.

Источники информации, принятые во вни-g 3. Авт. св. СССР № 303544, кл. G 01

мание при экспертизе: .L 11/00 1970.

524983