Резонатор к частотным датчикам первичной информации Советский патент 1979 года по МПК G01L11/00 

I

Изобретение относится к области контрольноизмерительной техники и может быть использовано в частотных датчиках с цилиндрическим резонатором.

Наиболее близким по технической сущност к изобретению является резсжатор к частотным датчикам, выполненный в виде тонкостенной круговой цилиндрической оболочки 1.

Недостатком указанного резонатора является наличие расщепленного спектра форм и частот. собственных колебаний вследствие технологических отклонений параметре® резонатора (разнотолщииностъ, неравножесткость, отклонения формы и т. д.). При зтом случайный характер отклонений приводит к случайной ориентации окружных форм собственных колебаний относительно резонатора. Кроме того, некоторы отклонения параметров резонатора (например начальная погибь, неравножесткость) изменяются под действием измеряемой величины (например давления), что,в свою очередь, влияет на ориентацию окружных форм собственных колебаний резонатора. Все это приводит к увеличению погрешности датчика.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем устранения погрешностей, связанных с явлением расщепления спектра форм и частот собственных колебаний резонатора.

Это достигается тем, что в резонаторе к частотным датчикам первичной информации, выполненном в виде тонкостенной цилиндрической оболочки, вдоль образующей цилиндрической оболочки в узлах возбуждаемых колебаний выполнены ребра, расстояние между которыми выбрано по формуле Е-тг где R - ра-.

диус резонатора, п - число волн в окружном, направлении выбранной формы колебаний. Ребра могут вьшолняться, например, в виде утолщений или вогнутостей, а их размеры выбираются так, чтобы создаваемые ими специальные отклонения массы и жесткости в окружном направлении значительно превосходили технологические отклонения параметров резонатора.

Благодаря этому расщепленные формы строго ориентируются относительно этих ребер при

всех условиям эксплуатации; одна из расщепленных форм имеет yajtbi, совпадающие с положением ребер, а вторая - пучности.

На фиг. 1 показан резонатор с частотным датчиком первичной информации; на фиг. 2 мгновенная система сил, действующих на элемент тока, и вызываемая возбуждающими силами изгибная деформация резонатора для случаев, когда резонатор имеет четыре и одно ребро, причем четыре ребра выполнены в виде утолще1шй, а одно ребро - в виде зига. При прочих равных условиях резонатор с одним ребром должен иметь ребро большего размера.

В обоих случаях ориента1щя резонатора такова, что ребра находятся в узлах изгибной дефомации.

Эта ориента1й1я является более предпочтительной, так как при этом ребра неподвижны.

Резонатор состоит из основания 1, на котором закреплен щшиндрический резонатор 2 с четырьмя ребрами 3, выполненный из токопроводящего материала и закрытый заглушкой 4, в которой закреплен штуцер 5, предназначенный для вакуумирования внутренней полости резонатора 2. В последней размещен постоянный магнит 6, вьтолненный в ввде четырехполюсника, пространство между полюсами которого заполнено изолирующим материалам 7. На поверхности изолирующего материала размещены электроды 8 емкостного приемника. Магнит п 1е полюсы 6 и электроды 8 образуют цилиндрическую поверхность, концентричную внутренней поверхноста резонатора 2. Соед1шительные провода 9 выводятся к наружным клемам 10 через отверстие Ив постоянном магните 6.

Резонатор к частотным датчикам первичной Ш1формации работает следующим образом. Резонатор помешают в измеряемую среду, которая непосредственно контактирует с наружной поверхность резонатора 2.

Переменный электрический ток, проходя вдоль резонатора 2, через заглушку 4, центральный провод 9 на центральную клемму 10 и взаимодействуя с постоянным квадрупольным магнитным полем, создает систему возбуждаюцщх сил, которая обеспечивает изгибные коле ния резонатора, преобразуемые емкостным приемником в электрический сигнал. Число ребер может быть равно 1, 2..,, 2п, а резонатор

тносительно возбудителя ориентируется так, тобы зти ребра находились в узлах указанных колебаний. Ребра на поверхности резонатора могут выполняться, например, в виде утолщений или вогнутостей. Размеры и количество ребер выбирают так, чтобы создаваемые или специальные отклонения параметров резонатора (неравномерное распределение массы и жесткости в окружном направлении) значительно

превосходили случайные технологические отклонения. Благодаря этому расщепленные формы строго ориентируются относительно этих ребер на поверхности резонатора: одна расщепленная форма имеет узел (узлы), совпадающий с положением ребра (ребер), а вторая расщепленная форма - пучность (пучности). В этом слуае изменение случайных отклонений параметров резонатора ие приводит к изменению ориентации расщепленных форм отаосительно ребер на его поверхности. Таким образом, специально созданные ребра позволяют принципиально увеличить допуск Ина изготовление резонатора, без экспериментального поиска точно осуществить необходимую начальную установку резонатора относительно возбудителя и, следовательно, полностью устранить нежелательные двухчастотные режимы и связанные с ними погрешности при всех условиях эксплуатации.

Формула изобретения

Резонатор к частотным датчикам первичной информации, выполненный в виде тонкостенной цкливдрической оболочки, отличающ и и с- я тем, что, с целью повышения точности измерения путем устранения погрешностей, связанных с явлением расщепления спектра форм и частот собственных колебаний рюзонатора, в нем вдоль образующей цилиндрической оболочки в узлах возбуждаемых колебаний

выполнены ребра, расстояние между которыми

Off о

выбрано по формуле РВДиус

резонатора, л - число волн в окружном направлении выбранной формы колебаний.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Горенщтейн И. А. Гидростатические частотные датчики первичной информащш. М., Махииностроенне, 1976, с. 13 (прототип).

ч