Устройство для записи быстро меняющихся давлений на движущейся диаграмме Советский патент 1947 года по МПК G01L23/32 

Предлагаемое устройство предназначается для регистрации по точкам ривых различных быстро протекаюдих процессов методом искровой записи, в частности записи давления внутри цилиндровых двигателей внутэеннего сгорания, воздушных гидравлических машин и т. п. Для этой дели над диаграммой, движущейся здоль вертикальной оси ее координат, расположен ряд искровых разрядников, между которыми проскакивает искра, пробивающая бумагу. В зависимости от того, на какой из разрядников подается высокое напряжение, меняется местоположение отверстий, пробитых искрой на диагралше.

При соединении всех этих отверстий непрерывной линией получается кривая измепения контролируемого процесса. Особенность предложенного устройства заключается в применении ряда датчиков, установленных на конrpojmpyeMOM объекте и отрегулированных на различные значения давлений. По мере повышения давления в контролируемом объекте датчики срабатгзшают один за другим.

При срабатывании каждого из них происходит подача импульсов высокого напряжения одновременно в большее или меньшее количество соответствующих разрядников, в которых проскакивают электрические искры, пробивающие ряд отверстий в диаграммпой бумаге.

Второй особенностью устройства является форма выполнения самих датчиков, которые представляют собой диференциальные поршневые манометры, по одну сторону поршня которых подают некоторое постоянное давление, например, от гидравлического пресса, а полость по другую сторону сообщается с внутренней полостью объекта (например, двигателя внутреннего сгорания), давление внутри которого должно быть записапо.

В момент, когда давление внутри объекта превысит внешнее приложенное давление, произойдет перемещение поршня и одновременно мгновенное появление электрических импульсов в цепи искровых разрядников.

На фиг. 1 изображена примерная

299

конструкция датчика, на фш. 2 - возможное расположение этих датчиков на корпусе контролируемого механизма или двигателя и электрическая схел1а устройства и на фиг. 3 - образец записи.

Воспринимающий давление датчик, выполненный в виде поршневого манометра, имеет вид автомобильной свечи и состоит (фиг. 1) из поршенька / с плунжером 2. Полость датчика с одпой стороны сообщается с полостью цилиндра испытываемого двигателя, а с другой - с источником регулируемого давления.

Если Ртах паибольшее давление в исследуемом процессе то обычно достаточно бывает для получения диаграммы иметь десять точек от Р -

0,1 ЯтахДО .

В соответствии с этим необходимо установить десять описанных выше и показанных на фиг. 1 поршневых манометров с диференциальными плунжерами.

Нижние полости манометров сообщаются через коллектор и трубопровод с исследуемым цилиндром.

В верхнюю полость каждого из манометров подводится низкое давление РО, создаваемое, например, при помощи пресса 4 для тарировки манометров. Это давление равно 0,1 максимального.

Плунжеры 2 во всех лаанометрах различны по площади / поперечного сечения и подобраны так, что: F : / -г, где /-площадь поршенька /, одинаковая для всех манометров, а / - порядковый номер манометра. Таким образом, поршень / и плунжер 2 (фиг. I), будучи прижаты в начале работы, когда Р О, давлением Я,, вниз, поднимутся в манометре I, когда давление в рабочем цилиндре станет равным р ip+/l, где /:1-весьма малое избыточное давление, необходимое для преодоления веса и ускорения поршеньков.

В момент перехода поршеньков из нижнего положения в верхнее контакт 3 (фиг. 1 и 2) на пластинке, связанной с поршеньком, разомкнет электрическую цепь.

Дальнейшая работа устройства происходит, согласно схемы, изображен3()(1

ной на фиг. 2, где цифрой 7 обозначен- ряд I, П, III ... X датчиков или измерителей давления, к которым подведено с одной стороны давление от исследуемого цилиндра двигателя 6, а с другой - от пресса 4 (фиг. 1 и 2). Установленные на плунжерах датчиков контакты 3 управляют включением и выключением цепей искровых разрядников 8, установленных в ряд J, 2, 3. . . 10 вдоль поверхности барабана 5, на котором производится запись. Прерыватели 3 отдельных датчиков 7 соединены последовательно между собой и включены в цепь источника постоянного тока 9 вместе с первичной обмоткой 10 индукционной катушки, либо высоковольтного трансформатора. Вторичная обмотка 7/ высокого напряжения одним концом подключена к цепи прерывателей, а другим - соединена с корпусом прибора (заземлена).

Электроды искровых разрядников 8 присоединены к линии, соединяющей между собой все нрерыватели каждый в точке, расположенной после прерывателя, соответствующего этому разряднику.

Нормально контакты всех прерывателей 3 замкнуты; в их цепи течет постоянный ток, который не вызывает во вторичной цепи индукционной катушки импульсов высокого напряжения.

Когда давление в контролируемом цилиндре б уравняется с давлением в одном из датчиков, нанример, в шестом по порядку, настроенном на величину давления равном 0,6 Ртах, то этот датчик срабатывает; его контакт перебросится при этом из одного положения в другое и в момент нереброски разорвет кратковременно цепь источника постоянпого тока. При размыкании постоянного тока, питающего первичпую обмотку индукционной , в ее вторичной обмотке возникнет импульс тока высокого напряжения. Импульс этот вызовет проскакивание в разрядниках Я искры, пробивающей диаграммную бумаг}, одетую на барабан 5. Ток высокого нанряжения протекает по цепи: вторичная обмотка //

индукционной катушки, корпус прибора, барабан 5 электрически соединенный с корпусом прибора, разрядники, контакты 3 датчиков (в данном случае первых пяти), второй конец вторичной обмотки /7 индукционной катушки.

При этом искра проскочит во всех разрядниках, подключенных к линии до сработавшего прерывателя 3, так как в виду разрыва им цепи остальные разрядники останутся обесточенными.

Таким образом, в приведенном примере, в момент размыкания цепи шестым по порядку контактом, электрическая искра проскочит в шести разрядниках (от 1-го до б-го по порядку), в результате чего на ленте появится шесть расположенных в ряд по вертикали отверстий, пробитых искрами.

Когда через некоторое время давление в цилиндре возрастет настолько, что сравняется с противодавлением в седьмом по порядку датчике, то последний сработает и на ленте барабана появится новый ряд из семи отверстий, расположенных на некотором расстоянии параллельно первому ряду.

Таким образом, в течение одного цикла исследуемого процесса будет отмечено давление, изменяющееся от

О до Ртах и опять ДО О, рЯДОМ СТОЛбиков разной высоты, верхние точки которых остается лишь соединить кривой, как это изображено на фиг. 3.

Предмет изобретения

1.Устройство для записи быстро мегшющихся давлений на движущейся диаграмме методом искровой записи при помощи ряда контактных приспособлений, расположенных в ряд перпендикулярно к направлению движения диаграммы, отличаюпд е е с я применением такого же количества датчиков либо измерителей давления 7, отрегулированных на постепенно возрастающие величины давления и предназначенные, при достижении указаиного давления, для подачи о;1ектрических импульсов, вызывающих появление пробивающей бзмагу искры, с целью получения записи в виде вертикальных рядов отверстий верхние из которых образуют записываемую кривую.

2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве измерителей давления применены диференциальные nopiuневые манометры, полости по одну сторону поршня которых предназначены для подачи постоянного по величине давления, например, от гидравлического пресса, а по другую сторону поршня - связаны с исследуемым механизмом, с той целью, чтобы при достижении в последнем некоторого заранее установленного давления происходила переброска поршня одновременно с замыканием либо размыканием электрической цепи, служащей для искровой записи.