Датчик разности давлений Советский патент 1979 года по МПК G01L9/14 

1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к датчикам, предназначенным для измерения давления или разности давлений жидкости, газа и других подвижных сред.

Известны датчики для измерения разности давлений, принцип действия которых основан на преобразовании разности давлений, приложенных к мембране, в изменение индуктивной связи между обмотками выходного дифференциально-трансформаторного преобразователя 1.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является датчик для определения разности давлений, содержащий корпус, разделенный перегородкой на две камеры, две заполненные жидкостью и сообщающиеся между собой каналом мембранные коробки, каждая из которых расположена в соответствующей полости, дифференциально-трансформаторный преобразователь с плунжером, связанным с жестким центром одной из мембранных коробок 2.

Вследствие того, что плунжер находится в зоне контролируемой среды, имеющей различную вязкость, сила прямого воздействия плунжера на мембранную коробку не одинакова для каждой среды. В результате вносится дополнительная ногрещность в измерение.

2

Нахождение плунжера в контролируемой среде, особенно активной, приводит к его эрозии, что влечет за собой изменение магнитной проницаемости участка плунжер -

преобразователь. Надежность датчика при этом резко падает. Температурная стабильность датчика требует значительных усложнений его конструкции. Известны также устройства для измерения магнитных полей, содержащие включенные в мостовую измерительную схему экранированные магнитоуправляемые контакты, источник напряжения и регистрирующий прибор, которые обеспечивают высокую точность измерения магнитных полей .

В предлагаемом датчике разности давлений, содержащем корпус, разделенный на две камеры перегородкой с трубкой, сое.диняющей внутренние полости размещенных в камерах мембранных коробок, с целью повышения точности измерения, жесткие центры мембранных коробок скреплены между собой магнитом, симметрично относительно полюсов которого на противоположных частях корпуса закреплены с возможностью перемещения вдоль оси магнита опоры с экранированными магнитоуправляемыми контактами, включенными в мостовую измерительную схему. На фиг. 1 схематично показан датчик разности давлений, общий вид; на фиг. 2 приведена электрическая схема включения магнитоуправляемых контактов; на фиг. 3 дан график зависимостей напряжения от разности давлений. Датчик разности давлений состоит из корнуса 1, выполненного из немагнитного материала и разделенного герметичной перегородкой 2 на две рабочие камеры 3, источника 4 магнитного поля, например постоянного магнита, жестко связанного полюсами с жесткими центрами мембранных коробок 5 и свободно размещенного в соединительном капале 6. На корпусе закреплены с возможностью перемещения вдоль оси магнита опоры 7 с магнитоуиравляемыми контактами 8, заишщенными магнитным экраном 9. Измерительная цепь включает в себя магнитоуправляемые контакты 8, включенные по мостовой схеме, регулировочные резисторы 10, источник 11 тока и измеритель 12 напряжения, шкала которого проградуирована в единицах разности давлений. В исходном состоянии, когда давления в камерах 3 равны (Pi Pz), полюса источника 4 магнитного поля находятся на равном расстоянии от магнитоуправляемых контактов 8. При этом силы магнитного взаимодействия в рабочих зазорах магнитоуправляемых контактов 8 равны, а следовательно, равны и зазоры между контактдеталями магнитоуправляемых контактов 8. В рабочих зазорах магнитоуправляемых контактов 8 под, действием источника 11 тока возбуждается и поддерживается разряд с силой тока, измеряемой долями миллиампер. При таком режиме работы падение напряжения магнитоуправляемых контактов 8 зависит от величины зазоров между контакт-деталями, и в исходном состоянии между точками Л и 5 измерительной схемы (фиг. 2) измеритель 12 напряжения показывает нулевую разность потенциалов, что соответствует нулевой разности давлений в камерах 3. Нулевая разность потенциалов устанавливается с помощью опор 7, позволяющих регулировать расстояние между магнитоуправляемыми контактами и полюсом источника 4 магнитного поля. При возникновении разности давлений в камерах происходит перемещение жестких центров мембранных коробок 5, а поскольку -они жестко скреплены с источником магнитного поля, то последний переместится на такое расстояние. Перемещение источника магнитного поля 4 относительно магнитоуправляемых контактов 8 приводит 6 19 к изменению сил магнитного взаимодействия в их рабочих зазорах. В одном она уменьщается, и контакт-детали расходятся, образуя большой рабочий зазор, а в другом - увеличивается и уменьщается рабочий зазор. При незначительном изменении величины рабочих зазоров резко изменяется падение напряжения на магнитоуправляемых контактах 8. На первом падение напряжения возрастает, а на втором уменьщается, что приводит к нарушению баланса мостовой схемы. Между точками А и Б образуется разность потенциалов, пропорниональная разности давлений в камСpax 3 датчика, которая с высокой точностью регистрируется измерителем 12 напряжения. В случае изменения нанравления давлений в камерах 3 датчика изменяется только знак разности потенциалов, и стрелка измерителя 12 напряжения отклоняется в противоположную сторону. Заполнение мембранных коробок 5 газом обеспечивает постоянство потоков рассеяния источника 4 магнитного поля во времени за счет постоянства магнитной проницаемости среды. Резко выраженная зависимость изменения напряжения на магнитоуправляемых контактах от незначительных изменений давления в одной из камер (фиг. 3) обеспечивает высокие чувствительность и точность датчика. Формула изобретения Датчик разности давлений, содержащий корпус, разделенный на две камеры перегородкой с трубкой, соединяющей внутренние нолости размещенных в камерах мембранных коробок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, жесткие центры мембранных коробок скреплены между собой магнитом, симметрично относительно полюсов которого на противоположных частях корпуса закреплены с возможностью перемещения вдоль оси магнита опоры с экранированными магнитоуправляемыми контактами, включенными в мостовую измерительную схему. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования. М., 1965, с. 595. 2. Авторское свидетельство СССР № 524088, кл. G OIL 13/02, 1975. 3. Авторское свидетельство СССР № 497539, кл. Е 01R 33/00, 1974.

9

1-tL-X

10