Жидкостный барометр Советский патент 1979 года по МПК G01L7/18 

Изобретение относится к области конт рольно-измерительной техники, в частнос ти, к приборам для измерения атмосферного давления. Известны жидкостные барометры, содержащие жестко связанные вакуумированную измерительную трубку и чашку, залолненные ртутью 1 . Недостатком указанных жидкостных барометров является их невысокая точность, так как барометрам данного типа свойственна дополнительная погрешность, возникающая из-за изменения урЬййй жи кости в чашке при изменении атмосферного давления. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является жидкостаый барометр, содержащий вакуумированную измерительную трубку, чащку, устройство изменения уровня жидкости и нуль-индикатор 2. Компенсация изменения уровня жидкости в чашке происходит за счет изменения объема жидкост Недостатками указанного жидкостоого барометра являются наличие вредаой для здоровья человека ртути, а также невысокая точность ввиду малой чувствительности. При замене ртути щзутими более легкими жидкостяии габариты барометров значительно увеличиваются. Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения без увеличения габаритов прибора. Это достигается тем, что предлагаемый жидкостный барометр, содержащий вакуумированную измерительную трубку, чашку, устройство для изменения уровня жидкости и нульниндйкатор, снабжен силокомпенсатором, связанным с нуль-индикатором и чашкой, имеющей йодвижную стенку и герметично соединенной с вакуумированной измерительной трубкой, и вьшолненным в виде сильфонного поршня устройством изменения уровня жидкости. Такое вьтолнение жидкостного барометра позволит компенсировать основ- ную часть атмосфё1рй;а1гбЖЙШНИГ е помощью силокомпенсатора и измерить раз ностьШжду этим значением и те1о1 щим значением атмосферного дайлёййй, довательно, применять более легкие (чем ртуть) жидкости, что приводит к повыше нию чувс таи тельн ости и точ носта без увеличения габари.тов баромётрй; На фиг. 1 изображена схема описываемого барометра; на фиг. 2 - схема барометра с силокомпенсатором, выпол- ненным в виде сильфонного поршня Берометр содержит сильфон 1, вакуум розанную измерительную трубку 2, шкалу 3. Сильфон 1 и вакуумированная измерительная трубка 2 заполнены жидкос тъю. :- ;--:-- --: --:-.: --;-;--: -- й- К подвижному центру сильфона 1 приложено усилие силокомпенсатора 4, а нулевое положение сильфона определяет Ся с помощью нуль-индикатора 5. .а. , Вакуумированная измерительная трубка 2, и остальные элементы барометра установлены; на несущей плате б баромет ра. С измерительной вакууМированной.трубкой 2 соединена внутренняя полость сильфона 7. Подвижный центр сильфона 7 Связан с ходовым винтом 8, возвра1 но- оступательное движение которого обеспечивается гайкой 9 с приводом 10, Работает барометр следующим образом. При некоторомначальном атмосферном давлении РО соблюдается ззавновесие: сила, развиваемая Действием атмосферного давления на сильфон 1, и усилие силокомпенсатора 4 равны. - При изменении атмосферНоШШвления изменяется си:ла, развиваемая сильфоном на. . Д-Р .-.-----:,. гДе Здфф - эффективная площаДь сильфона - изменение атмосф й№8 йавлёнйй, относительно, начального значения р ----- Изменение этой силы компенсируется изменением уровня жидкости в трубке 2 путем изменения объема 5йидкости в силь фоне 7, что достигается егосжатием или растяжением с помощью привода 10 Очевидно, что в таком случае соблю jt&eteiflравенство: , ,, . ) где О ш- плотность жидкости, заполняющей систему,„™t,v р - ускорение свободного падения. и - высота столба жидкости по ..-ч--.-.,-. V . шкале 3.

-.. Если Рр эфф-к 1оР 5эфф то всегда условие равенства может быть соб;лк5дёАб так. что:; I -V тч-4л -/о) ЛР--|1р Тогда Л Зная РО и U Р , всегда может быть найдено значение атмосферного давления. Силокомпенсатор может быть вьшол ен в виде рычажного механизма 11, установленного на опоре 12, который соединен с сильфоном 13, внутри которого размещен цилиндр 14 для уменьшения оръема жидкости. Газонаполненная трубка 15 соединена с внутренней полостью сЗильфона 13, чем создается необходголое компенсационное усилие F . Для термос татировани я трубка 15 снабжен нагревателем 16 и заключена в теплоизолирующий кожух 17. Температурагаза внутри трубки поддерживается постоянной с помощью терморегулятора 18: / Для этого случая (i давление газа в трубке 15, S - эффективная площадь силь- фона 13, )Сг Н L коэффициент передачи рычажEJплечи которо- НОГО механизма, го равны и Ч-2 Подставляя Рц(1) и учитывая, и чтоfc сР -Р )с.1 о . получим: ft р( Зэфф ) Анализ формулы (5) показывает, что при колебаниях внешней температу- ры на ±4, и при стабилизации температуры газа в компенсаторе с погрешностью не более i 0,03° С, погрешность барометра не будет превышать ± 0,3 мб без ввел эния температурных поправок. если дифазон измерения X. 100 мб. Ф о р м у л,а изобретения 1. Жидкостный барометр, содержащий вАкуумированную измерительную трубку, чашку, устройство изменения уровня жидкостт} и нуль-индикатор , отличающийся тем, что, с целью пов1 1шения чувствительности и точности измерений без увеличения габаритов, он снабжен силокомпенсатором , связанчым с и; гль-индикатором и чашкой, имеющей подвижную стенку и герметично соединенной с вакуумированной измерительной трубкой, и вьшолненным в виде сильфонного поршня устройством нения уровня жидкости.

2. Барометр по п. 1. о т л и ч а ю щ и и с я тем, что чашка вьтолнена в виде сильфона с жестким пенором.

705290

Источники инфqpмaIши, принятые во внимание при экспертизе

1.Жоховский М. К. Техника измерения давления и разряжения. М., Маип-из. 1952, с. 41-42.

2.Хапсуваров К. И. Точные приборы для измерения абсолютного давления, М., Издательство стандартов, 1971,

с. 18-19 (прототип).

Фиг.1

.-. .

{л ,

1 M-a--l j. vJ

j-si 765290