Измеритель разности давлений Советский патент 1978 года по МПК G01L13/02 

Изобретение относится к области измерения неэлектрических величин электрическими методами, в частности к измерению разности (перепадов) между двумя давлениями с получением выходной информации в виде частотномодулированного сигнала. Известны измерители разности- давлений с упругим элементом в виде силь фона, состоящие из герметичного корпуса, внутри которого помещен рабочий сильфон,основания и стойки прикре ленной к основанию.Между подвижным центром сильфона и верхним концом сто ки натянута струна, помеьпенная в поле постоянного магнита.Перемещение верхн го центра сильфона,пропорциональное разности давлений,подаваемых в корпус и внутрь сильфона, вызывает изменение упругой деформации струны, а, следовательно, и изменение ее частоты Изменение частоты струны функционально связано с измеряемой разностью .давлений l. Однако отмечается -малая точность преобразования, обусловленная нестабильностью параметров датчика во времени-, нелинейность выходной характеристики, сложность конструкции и технологии сборки и большие габариты. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является измеритель разности давлений с упругим элементом в виде двух связанных мембран. Измеритель содержит корпус,две упругие мембраны, центры которых соединены жестким стержнем, и преобразователь деформации мембран в частоту, выполненный в виде вибрирующей перемычки 2, Недостатками его являются низкая чувствительность и большие габариты. Цель изобретения - повышение чувствительности и уменьшение габаритов измерителя. Это достигается тем, что преобразователь деформации мембран в частоту выполнен в виде двух параллельно расположенных струн, концы которых зафиксированы на четырех консольных кронштейнах, два из которых закреплены на жестком стержне, соединяющем центры мембран, а два других - на корпусе. На чертеже показан предлагаемый измеритель. Цилиндрический корпус 1 измерителя имеет две плоские мембраны 2 и 3, центры котсчрых соединены жестким стержнем 4. Торцовые части корпуса соедийены между собой сегментообразными перемычками 5„ На перемычках 5 и жестком стержне 4 расположены консольные кронштейны 6, 7 и 8, 9 соответственно. Струны 10 и 11 натянуты между концами кронштейнов 6-9 и расположены в диаметральной плоскости корпуса 1. Концы струн жестко соединяются с I OHсольньЫи кронштейнами накладками 12, поджимаемыми к планкам 13 с помощью винтов 14 и 15. Накладки 12 соштифтованы с планками 13. Планки 13 зафикси розаны на плоскостях консольных кронштейнов винтами 16. Струны помещены в поле постоянных магнитов 17, закреп ленных на сегментообразных перемычках 5 с помощью винтов. Расположение струны в постоянном магнитном поле в сочетании с электрической изоляцией ее концов (или одно го из концов) от корпуса прибора позволяет реализовать струнный автогенератор, в котором частотозадающим элементом является струна, работающая в режиме незатухающих колебаний. Через штуцеры 18 и 19 во внутренние полости торцовых расточек корпуса подаются давления, разность между которыми требуется измерить. Штуцеры за креплены в корпусе резьбовым соединением. Для качественного уплотнения между буртиками штуцеров и торцовыми плоскостями корпуса установлены медные прокладки 20 и 21. Электрические выводы от концов струн подпаиваются к контактам фигурных шайб, установленных под головки винтов 14 и 15, и выводятся из внутренней полости измерителя через отверстие в торцовой части корпуса 1. Для зашиты измерителя от механичес ких повреждений и попадания пыли и грязи внутрь преобразователя на корпусе имеется кожух 22. Кожух служит также экраном для защиты от воздейст ВИЯ внешних электромагнитных полей. Измеритель работает следующим образом. Давление, разность между которыми измеряют, через штуцеры 18 и 19 подводят к мембранам 2 и 3, Под действием разности давлений мембраны деформируются, что вызывает смещение стержня 4, которое через кронштейны 8 и 9 вызывает изменения натяжения струн 10 и 11. Изменения натяжения струн имеют разные знаки, и разность частот собственных колебаний струн однозначно соответствует измеряемой разности давлений. Изобретение найдет применение в автоматизированных системах управления технологическими процессами и других отраслях, где требуется измерение разности давлений с повышенной точностью. Формула изобретения Измеритель разности частоты давлений содержащий корпус, две упругие мембраны, центры которых соединены жестким стержнем, преобразователь деформаций мембран в частоту, отличающийс я тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения габаритов устройства, в нем преобразователь деформаций мембран в частоту выполнен в виде двух параллельно расположенных струн г концы которых зафиксированы на четырех консольных кронштейнах, два из которых установлены на жестком стержне, соединяющем центры мембран, а два других - на корпусе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Милохин Н.Т. Частотные датчики систем автоконтроля и управления. М., Энергия, 1968, с. 51. 2.Сборник НИКИМПЬибрационно-частотные преобразователи Часть 1, М., Энергия, 1970, с. 135.

10 П 6

13