Манометр Советский патент 1980 года по МПК G01L7/08 

(54) МАНОМЕТР

I

Изобретение относится к измерительной технике, а более кон кретнр к манометрам для измерения давления жидкости или газа.

Известны манометры, содержащие корпус и размещенную в йем мембрану. Деформация мембраны под действием давления преобразуется в электрический сигнал с помрщью преобразователя тензо- резистивного типа l} , Такие манометры обладают низкой чувствительностью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является манометр, содержащий корпус н размещенные в нем мембрану со штоком, чувствительный элемент в виде консольной балки и преобразователь деформации чувствительного элемента в электрический сигнал 2 . Недостатками .известного манометра .являются низкая чувствительность и большие габариты ,

Целью изобретения является уменьщеjHHe размеров манометра и повьпиение его чувствительности.

Цель достигается тем, что в конструкцию известного манометра введены рычаг, закрепленный на конце консольной балки перпендикулярно ее оси, и два стержня с шарнирами на концах, причем один из них установлен между штоком и корпусом, а второй - между штоком и концом рычага наклонно к нейтральной оси консоль- -НОЙ балки.

На чертеже схематически изображена

10 конструкция манометра.

В корпусе 1 установлена мембрана 2, которой соединен штоком 3 посредством шарнира 4 с двумя стержнями 5 и 6. В корпусе 1 закреплен непод15вижный конец чувствительного элемента 7, имеющего форму консольной балки. Чувствительный элемент 7 частично или целиком изготовлен из прозрачного материала, обладающего эфф,ектом фотоупругостй, например, из квари;евого стекла, К свободному концу чувствительного элемента 7 жестко прикрепле рычаг 8, установленный перпендикулярно к оси чувствительного элемента 7. К концу рычага 8 посредством шарнира 9 прикреплен стержень 5. Стержень 6 прикреплен к корпусу 1 посредством шарнира 10. Шарниры 4, 9 и 10 целесообразно выполнить упругими. Измеряемое давление подается в полость 11 над мембраной, а противодавление - внутрь корпуса. Деформация чувствительного элемента измеряется с помощью пьезооптического измерительного преобразователя. В случае использования преобразовате ля другого типа, например, тензорезистор HorOj чувствительный элемент 7 может быть изготовлен из металла и на нем могут быть наклеены тензорезисторы. Манометр с пьезооптическим преобразователем работает следующим образом. При подаче избыточного давления в полос 11 над мембраной 2, действующая на нее сила через шток 3 передается на щарнир 4, В шарнире 4 эта сила разлагается на две составляющие, направленные по осям стержней 5 и 6, проходящим соответственно через шарниры 4 и 9 и 4 и 1О. Действующая на стержень 5 составляющая силы определяет изгибающий мойёнт в чувствительном элемен те 7, который пропорционален расстоянию между нейтральной осью чувствитель ного элемента 7 и шарниром 9 и обратн пропорционален тангенсу угла между нейтральной осью чувствительного элемента и направлением стержня 5. Таким образом, при малых значениях этого угла (от 5 до 30 ) можно получить значительный изгибающий момент в рабочих сечениях чувствительного эл.емента, не увеличивая его длину. Деформация, вызьтаемая этим иёгиба ющим моментом, в свою очередь пропорциональна действующему на мембрану 2 давлению. Эта деформация может быть преобразована в электрический сигнал любым известным способом, например, с та мощью наклеенных на чувствительный элемент тензорезисторов. Применение предложенного устройства особенно выгодно в случае использовани 974 преобразователей пьезооптического типа, т.к. жесткость чувствительного элемента 7 в этом случае может быть очень большой по сравнению с жесткостью мембраны 2, и практически все измеряемое давление будет восприниматься чувствительным элементом. Использование предложенного манометра выгодно в случаях многоточечных измерений Малых разностей давлений, например; в аэродинамических трубах. В случае использования в манометре пьезооптического преобразователя выходной сигнал может достигать нескольких вольт, что обеспечивает возможность опроса серии манометров с помощью коммутатора и передачу сигналов в цифровой форме (через аналого-цифровой преобразователь или цифровой вольт- ) на электронную вьмислитёльную машину для обработки данных измерений в темпе эксперимента. формула изобрет е н и я Манометр, содержащий корпус и размешенные в нём меёрану со штоком, чувствительный элемент в виде консоль- . ной балки и преобразователь деформации чувствительного элемента в электрический сигнал, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения его чувствительности, в него вв:едены рычаг, закрепленный на конце консольнОй балки перпендикулярно ее оси, и два стержня с шарнирами на концах, причем один из них установлен между штоком и корпу- . сой, а второй - между штоком и крнцом рычага наклонно к нейтральной оси консольной балки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 517819, кл. Q OIL 9/04, 1975. 2.Заявка ФРГ № ,2531821, кл. Q 01 L 13/02, опублик. 22.06.78 (прототип).

5 8