Датчик давления сыпучих материалов Советский патент 1977 года по МПК G01L7/08 

Р1зобретеиие относится к технике измерений давлений, точиее к устройствам, предназначенным для измерения давлений сыпучих материалов, например давления грунта.

Известны устройства, предназначенные для измерения давления в грунтах, представляющие собой круглый плоский металлический диск, который служит рабочей мембраной, передающей давление грунта с помощью гидравлического преобразователя на малую мембрану с датчиками.

Недостатком известных датчиков с гидравлическим иреобразователем является большая чувствительность их к колебаниям температуры окружающей среды, что связано с изменением объема жидкости. Это вызывает необходимость применения для датчиков с гидравлическим иреобразователем жидкости с низким коэффициентом объемного расширения. Однако и это не позволяет сконструировать датчик, лишенный температурной погрешности.

Целью настоящего изобретения является уменьи1ение температурной погрешности и иовыщение точности измерения давления сыпучих материалов. Эта цель достигается тем, что в датчике давления с гидравлическим преобразователем выполнеиа дополнительная кольцевая полость, заполненная жидкостью и ко.миенсационной мембраной с тензодатчиком, ооразующим вместе с нзмернтел1 иым тензодатчиком иолумост.

На чертеже изображен поперечиьи разрез датчика давления.

Датчик содержит рабочую мембрану 1, иолость 2, вынолненную в корпусе, дополнительную мембрану 3, диаметр которой меньше, чем диаметр рабочей. На мембране 3 номещен тензодатчик 4, фиксирующий величину ее прогиба. В полость 2 залита жидкость, нанрнмер ртуть. Заливка жидкости в иолость 2 осуществляется через канал 5, герметично закрытый пробкой 6. В корпусе 7 имеется полость 8, образованная проточкой li компенсационной мембраной 9, на которой иомещеи теизодатчик 10, образующий с рабочим тензодатчиком 4 измерительный полумост. Объем полости 8 равен объему иолостн 2 гидравлического преобразователя. Для заливки жидкости в полость 8 служит канал 11, герметично закрытый пробкой 12. Корпус закрыт крышкой 13. Рабочая мембрапа 1 и крыщка 13 герметично соединены с корпусом 7 с иомощью эиоксидной смолы 14, припоя или

другим известным способом. Датчики 4 и 10

соединяются с измерительной аппаратурой с

помощью кабеля 15.

Датчик давления работает следующш образом.

При помещении его в сыпучую среду, например грунт, давление будет передаваться на мембрану 1, которая, деформируясь, будет оказывать давление через жидкость на мембрану 3 с тензодатчиком 4. Деформация мембраны 3 и тензодатчика 4 будет пропорциональна величине давления среды на мембрану 1. Изменение сопротивления тензодатчика 4 при его деформации легко фиксируется с помощью известных методов и стандартной аппаратуры. При изменении температуры будет происходить изменение объема жидкости гидравлического преобразователя. При этом будет деформироваться и мембрана 3. Температура жидкости в полости 8 всегда будет равна температуре жидкости гидравлического преобразователя, поэтому при изменении ее объемы изменятся в равной степени. Из-за того, что тензодатчик 10, помещенный на компенсационной мембране 9, соединен с рабочим датчиком 4 в полумост, то при одинаковом изменении объемов жидкостей полости 2 и полости 8, paBHOFsecne измерительного моста не нарушится, т. е. датчик давления не будет чувствителен к изменениям температуры.

С помощью предложенной конструкции возможно производить измерения давлений сыпучих материалов без учета изменения температуры, что позволяет применять ее при больших колебаниях температуры окружающей среды, что весьма важно при проведении исследований давления грунта под фундаментами зданий и сооружений в полевых условиях.

Формула изобретения

Датчик давления сыпучих материалов, содержащий закрепленную на поверхности корпуса мембрану и гидравлический преобразователь с дополнительной мембраной, на которой расположен тензодатчик, отличающийся тем, что, с целью уменьшения температурной погрешности, в корпусе датчика выполнена кольцевая проточка с компенсационной мембраной и тензодатчиком, образующие заполненную жидкостью полость, объемом равным объему гидравлического преобразователя, причем тензодатчики дополнительной и компенсационной мембран включены в измерительный полумост.

/ш

fS Jif

W 13