Пневматический датчик давления Советский патент 1980 года по МПК G01L7/08 G01L19/04 

Изобретение относится к приборох строению, в частности к датчикам давления, предназначенным для контр ля давления высоковяэких жидкостей при повышенных температурах, например расплава пластмасс при литье по давлением или экструдированйи, вспе нивающихся композиций при производстве пеноэласта, уксуснокислотньах с ропов при производстве эфиров целлюлозы и т . п. для измерения давления подобных жидкостей наибольшее распространени имеют .пневматические датчики давления 1 . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является измеритель давления, работающий по дифференциальной схеме 2 Такая схема обеспечивает терлокомпенсацию и независимость показаний колебания давления питания. Термоксмпенсационный измеритель давления в своем датчике имеет оба дросселя (как измерительный, так и ксмпенсационный), одного типа (сопло-заслонка) . Это увеличивает габариты и снижает чувствительность дат чика. Последнее о бъясняется тем, что при измерении контролируемого давления прогибается не только центральная часть дна мембранного колпачка датчика, но и периферийная, а также деформируются боковые стенки мембранного колпачка. Эксперименты показывают, что. снижение полезного сигнала (разности пневматического давления в каналах перед измерительным и компенсационным дросселями) достигает 30%, особенно при измерении давлений большой величины (100200 кгс/см). Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерения и уменьшения габаритов датчика. Для этого в предлагаемом пневматическом датчике давления кс 1пенсационный дроссель выполнен в виде калиброванного канала, имеющего выход в проточную камеру. Применение в предлагаемом -датчике компенсационного дросселя с неизменяющимся во время работы сечением, сопротивление которого остается постоянным при изменении контролируемого давления, значительно увеличивает чувствительность, а следовательно, и точность прибора. Ксмпенсационный дроссель может быть выполнен в виде калиброванного канала любого сечения, оформленного либо в самом корпусе датчика, либо в отдельной детали (жиклере), ввертываемой в корпус датчика. Выход воздуха из компенсационного дросселя должен осуществляться в проточную камеру и далее в атмосферу. Наличие проточной камеры обеспечивает постоянство сопротивления компенсационного дросселя при изменении контролируемого давления.

На чертеже изображен предлагаемый датчик давления.

Датчик содержит корпус 1, мембранный колпачок 2, компенсационный дроссель 3, штуцеры 4 и 5, накидные гайки 6 и 7, трубки 8 и 9. В корпусе выполнены проточная камера 10 и каналы 11-14.

Датчик устанавливают в аппарат, в котором необходимо контролировать давление. На торце корпуса 1 предусмотрены сопло 15 (калиброванное отверстие) и выточка, образующая вмест с днем мембранного колпачка 2 камеру 10. В резьбовую часть канала 11 ввернут компенсационный дроссель 3, выполненный в виде жиклера с калиброванным цилиндрическим каналом.

Чувствительным элементом датчика является упругая мембрана, составляющая дно мембранного колпачка 2. Сопло 15 в корпусе датчика, расположенное по оси, вместе с дном мембранного колпачка образует измерительный дроссель типа сопло-заслонка.

Подвод сжатого воздуха к дросселю 3 и соплу 15 осуществляется через штуцеры 4 и 5, к которым накидными гайками б и 7 крепят трубки 8 и 9. П каналам 13 и 14 воздух выходит в атмосферу.

Датчик работает следующим образом Сжатый воздух стабилизированного давления, пройдя входные дроссели измерительного устройства прибора, поступает в датчик через штуцеры 4 и 5 При этом в каналах 11 и 12 перед дросселями датчика устанавливаются определенные величины пневматических давлений. Измеряемое давление контролируемой жидкости вызыв.ает прогиб упругой мембраны колпачка 2, что приводит к уменьшению зазора в измерительном дросселе и, следовательно, к увеличен }ю пневматического давлений перед ним, т.е. в канале 12. В канале 11 пневматическое давление при этом не изменяется, так как прогиб мембраны не влияе- на величину

сопротивления компенсационного дросселя 3. Таким образом, давление воз-духа перед измерительньм дросселем, а точнее, разность этого давления и давления в канале 11 является функс цией контролируемого давления исследуемой жидкости. Изменение же температуры контролируемой среды на результат измерения давления существенного влияния не оказывает, так

как оба дросселя датчика (как измерительный, так и ксмпенсационный) находятся вблизи контролируемой среды, и изменение температуры вызывает одинаковые изменения параметров про текающего через них воздуха, что при5 водит практически к одинаковым изменениям давлений в каналах 11 и 12.

Разность пневматических давлений подается в измерительное устройство прибора, с выхода которого получают

0 пневматический сигнал, пропорциональный контролируемому давлению.

Применение предлагаемого датчика давления производствах переработки пластмасс и получения различных по5 лимерных материалов позволяет снизить потери от брака иповысить качество получаемого продукта, так как оно зависит от величины и точности поддержания давления.

Формула изобретения

Пневматический датчик давления,

с содержащий корпус с каналами для подвода сжатого воздуха в измерительное сопло и компенсационный дроссель, упругий мембранный чувствительный элемент, установленный с зазором по отношению к соплу, и проточную ка0 меру, выполненную в торцовой части

корпуса и сообщенную каналами с атмосферой, отличаю щийс я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения и умень5 шения габаритов датчика, в нем компенсационный дроссель выполнен в виде калиброванного канала, имеющего выход в проточную камеру.

Источники информации,

Q принятые во внимание цри экспертизе

1. Schink И. Пневматический измерительный преобразователь давления расплава пластических масс, Kunststoffе Rundschau 1967, 14

5 № 2, стр. 81-82.

2. БОКОВ Б.И. и др. Измеритель давления расплавов пластических масс. Пластические массы , 1972, 1, стр. 67-68.