Струнный преобразователь давления Советский патент 1979 года по МПК G01L11/00 G01L1/10 G01L1/22 

Изобретение относится к устройствам для измерения давления или разности давлений жид ких или газообразных сред и может быть испо зовано в химической и нефтехимической отрас лях промьопленчости. Известны струнные преобразователи давления, в которых давление с помощью упругого элемента преобразуется в силу натяжения струны, которая и определяет частоту колебаний струны 1. В известном струнном преобразователе в качестве упругого элемента, преобразующего давление в силу, применен сильфон к жесткому центру которого крепится струна. Преобразователь снабжен системами возбуждения колебаний струны и установки начальной частоты колебаний. Недостатками известного струнного преобразователя являются малые диапазон измерени и чувствительность, которые ограничены упругостью материала струны. Кроме этого, преобразователь имеет нелинейную характеристику. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дифференциальный струнный преобразователь давления 2, содержащий корпус в виде мембраны, на трех несимметрично расположенных выступах которого закреплены предварительно натянутые струш). За счет несимметричного расположения среднего выступа при прогибе мембраны под дейсгвием измеряемого давления, натяжение одной из струн увеличивается, а другой - уменьшасгся. Так как каждая струна имеет огдельную сисгему возбуждения, состоящую из гцтиемника и возбудителя колебаний, расположенных под сi руной и включенных в цепь усилителя положительной обратной связи, то частота колебаний напряжения на выходе усилителя равна частоте колебаний струны. Частоты колебаний двух струн смещиваются в смесителе, а разностная частота выделяется фильтром. При этом разностная частота не зависит от температуры и линейно связана с измеряемым давлением. Недостатком данного преобразователя является то, чю диапазон измерения ограничен величиной допхстимых напряжений в одной струне, работающей на растяжение, и явлением провисания для струны, рабогающей с уменьщением напряжений. Целью изобретения является расширение диапазона измерений и повышение чувствительности струнного преобразователя давления. Это достигается тем, что в предлагаемом струнном преобразователе давления, содержащем два струйных чувствительных элемента с системами возбуждения колебаний струн и установки нача,1ьной частоты колебаний, смеситель частот и фильтр, струнные чувствительные элементы выполнены в виде одной пары струн, нережатых в середине, с возможносгью перемещения, жестко закрепленным в корпусе пережимов, а концы струн закреплены на дниндах двух подпружиненных сильфонов, установленных в корпусе дниищ ми в гфотивоположные С1ороны и связанных между собой штоком. Такое выполнение струнного преобразователя позволяет производить преобразование давления в перемещение днищ сильфонов в.месте со струнами, относительно подвижно установленного на струнах и закрепленного на корпусе пережима. На чертеже изображен описываемый преобразова1ель давления в разрезе. Струнный преобразователь давления содержит корпус 1 с двумя подводящими давление нпуцерами 2 и 3, подпружиненные сильфоны 4 и 5, установленные внутри корпуса, к днищам 6 и 7 которых прикреплены кондами струны 8 и 9, в середине которых установлен пережим 10 с возможностью перемещения в нем струн. На струнах по обе стороны от пережима 10 установлены подвижные пережимы 11 и 12, предназначенные для регулирования начальной частоты колебаний струн. Для возбуждения колебаний струн предусмотрены электромагнитные воз будители 13, приемники колебаний 14 и усилители 15, включенные по автогенераторной схеме усилители подключены к смесителю частот 16, выход которого подключен к фильтру 17. Днища подпружиненных сильфонов жестко связан) с помощью щтока 18. Работа преобразователя давления осуществля ется сле.цующим образом. При подаче измеряемо го давления через штуцер 2 днище 6 ,фо11а 5 и днище 7 сильфона 4 перемещаются в неподнижном пережиме 10 так, что длина струны меж ду подвижным пережимом 10 и пережимом 11 уменьшается, а длина струны между пережимом 10 и пережимом 12 увеличивается на одно рас64 стояние. Колебание участков струн между пережимами осуществляется с помощью возбудителей 13 и приемников колебаний 14, сигнал с которых усиливается при помощи усилителей 15 и вновь подается на возбудители, таким образом напряжение в цепях усилителей меняется с частотами fi и fj равными: г J JW ij Т/в . 0 у р I 2() i г.(г + де где 5 напряжение в струне, ар- плотность материала струны. Частоты колебаний fi и fj смешиваются в смесителе 16, а разностная частота выделяется фильтром 17 и линейно зависит от измеряемого давления или разности давлений. Предлагаемый струнный преобразователь отличается от известных тем, что позволяет расишрить диапазон измерений и повысить чувствительность за счет постоянства величины натяжения струн и преобразования перемещения в частоту колебаний струн посредством изменения их длин. Формула изобретения Струнный преобразователь давления, содержащий корпус, два струнных чувствигельных элемента с системами возбуждения колебаний струи и установки начальной частоты колебаний, смеситель и фильтр, отличающийся тем, что, с делью расширения диапазона измерений и повышения чувствительности, струнные чувлвительные элементы вьшолнены в виде пары струп, пережатых в середине с возможностью перемещения жестко закрепленным в корггчсе пережимом, а концы струн закреплены ка днкщах двух подпружиненных сильфонов. становленных в корпусе днищами в противоположные стороны и связанных между еобой щтоком. Источники информации. принягые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство № 24 К. G 01 L 11/00, 1969. 2.Авторское свидетельство N кл. G 01 L 11/00, 1967 (прототип).