Устройство для измерения скорости изменения давления Советский патент 1979 года по МПК G01L11/00 G01L7/08 

1

Изобретанне относится к области измерительной тахники и может быть использовано в системах автоматического регулирования давления.

Известно устройство для измерения скорости изменения давления по авт. .в. № 336549. Устройство соцержит да перепада давлений, динамическая полость которого сообщается с входным давлением непосредственно, а статическая - через нормально закрытый электроклапан дифференцирующее звено, пороговую схему и схему запоминания. Сигнал с выхода датчика перепада давлений поступает на вход пороговой схемы и дифференш - рующего звена. Вьхходной сигнал послед него, пропорциональный скорости изменеНИИ давления, поступает.на выход устройства. Когда перепад давлений между полостями датчика достигает порогового значения, под .действием импульса поро .ГОБОЙ с.хемь открывается электроклапан. Перед открытием электроклапана выходной сигнал дифференцирующего звена запоминается схемой запоминания н, пока электроклапан открыт, поступает с мвв на выход устройства. В режиме запоминания скорость изменения давления устройством не измеряется. Когда давления

в ПОЛОСТЯ.Х датчика перепада, соединенных электроклапаном, уравниваются, электро- клапан закрывается, после чего запоминание прекращается. Устройство переводится в режим измерения, и сигнал на

выход устройства поступает непосредственно с выхода дифференцирующего, звена. В режиме запоминания возникает погрешность, пропорциональная длительности режима запоминания.

Недостатком известного устройства является значительное время, необходимое для уравнивания давлений в полостях датчика перепада при срабатывании злектроклапана.

Q

Целью изобретения является уменьшение времени уравнения давлений в полостях датчика перепада давлений при срабатывании электроклапана. Это дос -игастся тем, что в предлагаемом устройстве, полость датчика, соеди- ненная с источником измеряемого давле иия через электроклапан, разделена мэталлическими перегородками на ряд сообщаю- лдкхся между собой ячеек. На фиг, 1 представлена принципиальная схема описываемого устройства, содержадаего датчик 1 перепада давлений, нормаль но закрытый электроклапан 2, дифференцкрующее звено 3, пороговую схему 4, реле 5 и запоминаю.щую емкость 6. Датчик 1 состоит из динамической 7 и статической 8 полостей, разделанных упругой мембраной 9, и преобразователя 1О пере мешения жесткого центра мембраны 9 в электрический сигнал. Динамическая 7 и статическая 8 полости датчика 1 соединены между собой капилляром 11. Кроме того, статическая полость 8 разделена металлическими перегородками 12 на ряд сооб.щаю.шахся между собой ячеек 13.

Предлагаемое устройство при закрытом электроклапане 2 работает аналогично известному устройству. На фиг. 2 показана временная диаграмма выходного сигнала датчика перепада давлений 1, пропорционального разности давлений ДР между полостями 7 и 8 при срабатывании элект- poiwianaHa 2.

В исходном состоянии перепад лР рэвен исходному значению ДР ДР.

В момент i, открывается электроклапан 2 и перепад ДР уменьшается до нуля, В момент ij электроклапан 2 закрывается, а перепад А Р возрастает до некоторой установившейся величины ДРч, ДРо того же знака, что н д РО , хотя при этом входное давление Р остается неизменным. Это свидетельс вует об изменении давления f в стати- ческой полости 8.

Пока не закончился процесс изменения давления в статической полости 8, устрой- 45

ство не может быть переведено из режима запоминания в режим измерения. Сокращение длительности режима запоминания может быть достигнуто за счет уменьшения длительности процесса изменения давления в статической полости 8.

Причина изменения давления в статической полости 8 была установлена путем экспериментальных исследований, peзyльтa ты которых были обоснованы теоретически. Эксперименты показали, что (описанное. илмеиениэ давления в статической полости 8 не может быть обусловлено движением запорного элемента электроклапана 2 при

лости 8 после закрытия электроклапана 2 объясняется следующим образом.

При открытии электроклапана 2 в результате изменения количества, воздуха в статической полости 8 происходит изменение его внутренней энергии, характеризующееся одновременным изменением его давления и температуры. Благодаря возникшей разности температур воздуха и внутренней поверхности статической полости 8, между ними начинается теплообмен. После закрытия электроклапана 2 изменение температуры воздуха в закрыjjj той статической полости 8 в результате этого теплообмена приводит к изменению давления в ней.

Длительность процесса теплообмена определяется тепловой инерционностью

35статической полости 8 и зависит от ее объема, а также от теплопроводности и площади ее внутренней поверхности, соприкасающейся с содержащимся в ней воздухом. Объем V нельзя выбирать произвольно. Он влияет на коэффициент передачи и нелинейности характеристики датчика перепада 1 и, следовательно, выбира ется исходя из заданных значений этах параметров.

тальные осциллограммы выходного сигнала датчика 1 перепада для различных конструкций и различных материалов внутренней поверхности статической полости 8

50 при одинаковой величине ее объема. Осциллограммы на фиг. За и 36 получены на датчике 1 перепада без дополнительных устройств, уменьшающих тепловую инерционность. Согласно осциллограммам, дли-

53тельность теплообмена %1,2с. Осциллограммы на фиг. Зв получены для датчика 1, статическая полость которого разделена перегородками 12 из металла с высокой теплопроводностью на ряд сообщающихнго срабатывании. Хотя движение запорного элемента и вызывает изменение давления, однако оно имеет постоянную величиfiy, происходит за сотые доли секунды и, кроме того, его направление зависит от направления движения запорного элемента и не зависит от знака разности ДР до отгкрывания электроклапана 2, Рассматриваемое изменение давления происходит примерно за 1 с и его значение зависит от исходного значения ДР j а его направление зависит от знака А if до открывания электроклапана 2 и не зависит от направпения движения запорного элемента, Изменение давления в статической поНа фиг. 3 представлены эксперимен56ся между собой ячеек 13 и имеет Шую площадь контакта с содержащимся в ней воздухом. При этом; длительность теп лообмена :5; 0,1 с. На осциллограмме (фиг. Зг) показан выходной сигнал датчика 1 перепада, статическая полость которого выполнена из пластмассы. Длительность теплообмена в этом случае Q с. Осциллограммы на фиг. 3 подтверждают возможность уменьшения длительности режима запоминания устройства для измерения скорости изменения давления за счет уменьшения длительности теплообмена. В предлагаемом устройст ве статическая полость 8 разделена перегородками 12 из металла с высокой тепло-.. проводностью на ряд сообщающихся между собой ячеек 13. Благодаря большой площади поверхно сти перегородок 12, соприкасающейся с воздухом, содержащимся в статической полости 8, достигаются уменьшение дли876тэльности теплообмена между воздухом и перегородками 12 и соответствующее уменьшение длительности режима запомич нания. Формула изобретения Устройство для измерения скорости изменения давления по авт. свид, NO 336549, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени уравнивания давлений в полостях датчика перепада давлений при срабатывании элекггроклапана, полость датчика, соединенная. с источником измеряемого давления через электроклапан, разделена металлическими перегородками на ряд сообщающихся между собой ячеек. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское Свидетельство СССР № 336549, кл. Q 01 L 11/00, 1971.

-1|-ЛАДХАЛХ Сл/V / / / / /WAAAA/VVVV АААААЛ/УУ ./УУУЧА/УЧ/ ууу //ууууууух .VX/ AAA2S УЗ /УААЛ/УЛААА

ЛК

йРа

MS