Устройство для измерения отношения давлений газа Советский патент 1978 года по МПК G01L13/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДАВЛЕНИЙ

ГАЗА

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение & paanHiвых областях, где необходимо кштролировать отношение давлений газа, например геръ испытшии газотурбинных двигателей,

Известны устройства для измерения отношения давлений, содержащие упругие элементы, воспринимающие сравниваемые давления, и мехш1измы сравнения, которые включают в себя кинематические пары и электрические устройства ,l1 , Такие . устройства имеют сложные конструк тивные схемы и в ряде случаев не могут обеспечить необходимую тЪчность измерения, например, из-чза трения в шарнирах кинемати- ческих пар, нестай{льности упругих свойств элементов, воспринимающих давление, ошибок передаточных отношени,яж механизмо ср нения и т.д

Наиболее близким по технической сущнести и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для измерения отношвйия давлений, содержащее корпус, разделенный чувствительным элементом, выполненным в виде , на две проточные

полости, трубопроводы для подвода к полостям сравниваемых давлений и регистратор 2Д, В этом устройстве под действием разности давлений в полостях поршень может перемещаться в цилиндре до тех пор, пока силы, действующие в негр с обеих сторон, не сравняются. Отношение измеряемых давлений определяется по положению поршня в цилиндре.

Однако это устройство не может обеспечить высокой точности измерения из-еа трения между поршнем я цилиндром в случае уплотненного поршня или из-чза трения и перетечек газа из полости в полость через зазоры между поршнем и стенками цилиндра в случае неуплотнбннот-о поршня.

Цель изобретения - повьш1ение точности измерения.

Указазанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения отношения давлений введены два сопла с критическим истечением, установленные в трубопроводах для подвода сравниваемых давлений, а чувствительный элемент выполнен в виде двухПлечего рычага с лопастями, установленными против соотвузтствующюс сопел, причем рычаг связан с регистратором.

На фнг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.

Корпус устройства разделен на две проточные полости 1 и 2, к которым с помощью трубопроводов 3 и 4 подводятся сравниваемые давления. На выходе трубопроводов имеются сопла 5 и 6 с критическим истечением. Между проточными камерами расположен чувствительный элемент, выполненный в виде двухплечего рычага 7 с лопастями 8, имеющего ось вращения 9 и урановешенного относительно этой оси.. Для определения положения рычага применено оптические отсчетные устройство, состоящее из источника света 1О, конденсора 11, щ&левой диафрагмы 12, объектива 13, зеркала 14, укрепленного на оси рычага 9, и экрана 15,

Устройство для измерения отношения давлений работает следующим образом.

Газ вытекает из сопел 5 и 6 в виде затопленных струй, характеризующихся следующими свойствами; контуры струй расширяются при удалении от среза сопла; количество движения в каждом поперечном сечении остается постоянным, а следовательно, ко-личество движения, приходящееся на единицу площади поперечного сечения струи, уменьшается при удалении сечения от среза сопла. Количество движения в каждом поперечном сечении пропорционально давлению газа перед соплом. Вытекающие из сопел струи газа воздействуют на лопасти 8 рычага 7, создавая вращение моментов, действующих навстречу друг другу. Величины вращающих моментов пропорциональны давлениям газа перед соплами 4 обратно пропорциональны расстоянию лопастей от среза сопел. Под действием вращающих моментов рычаг будет двигаться до тех пор, пока не наступит положение равновесия (моменты, противодействующие друг другу равны).

Если при равновесий рычага давление, например, реред соплом 6 уменьшилось, то .уменьшится количество движения, передаваемое струей лопасти рычага полости 2. Положенр1ё равновесия нарушается, и начинает перемещаться по часовой стрелке. При этом уменьшается воздействие струи газа на лопасть рычага в полости 1 из-юа удаления лопасти от среза сопла 5 и, наоборот, увеличивается воздействие струи ка лопасть рычага в полости 2 ее приближения к срезу сопла 6, Движение рычага прекращается, когда наступает новое положение равновесия. При этом рычаг 7 поворачивается от начального положения на некоторый угол, пропорциональный изменению давления перед соплами, фиксируемый по перемещению на экране 15 светового луча, отраженного от зеркала 14, у1фепленного на оси вращения рычага.

Устройство при достаточно простой конструкции и.высокой ее надежности имеет в 2-3 раза меныиую по сравнению с прототипом составляющую погрешности, обусловленную силами трения, а следовательно, и суммарную погрешность измерения. Повышение точности измерения отаощения давлений может дать значительный экономический эффект, например, при применении устройства для регулировки газотурбинных двигателей.

Формула изобретения

Устройство для измерения отношения давлений газа, содержащее корпус, разделенный на две проточных полости с трубопроводами для подвода сравниваемых давлений, чувствительный элемент и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, в негр введены сопла с критическим истечением, установленные в трубопроводах для подвода сравниваемых давлений, а чувствительный элемент выполнен в виде двухплечего рычага с лопастями, установленнь1ми против соответствующих сопел, причем рычаг связан с регистратором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1,Авторское свидетельство М 435468, кл. Q 01 L 13/02, 1972, .

2.Авторское свидетельство № 114700, кл. Q. 01 Ь 13/О2 1957,