Преобразователь давления Советский патент 1980 года по МПК G01L11/04 

Изобретение относится к устройствам для измерения давления газов. Известны акустические преобразователи давления 1. Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению является устройство содержащее мембрану и расположеннувэ н одной ее стороне поверхностно-акустичес кую волновую (ПАВ) структуру 2 Недостатком известного устройства является невозможность измерения малы давлений. Цель изобретения - расширение диапаз на измерения давления. Поставленная цель достигается тем, что на другой стороне мембраны установ лен пленочный резистивный нагреватель. Расширение рабочего диапазона измерительного преобразователя основано на использовании зависимости коэффициента теплопроводности газов от да&ления в области остаточных давлений (менее 1 мм рт. ст). - В области абсолютных давлений газа р свыше 1 мм рт.ст. изменения частоты генерат а обусловлены зависимостью времени ПАВ от величины |дефс5 маций мембраны. В области давлений газа менее 1 мм рт. ст. дефс мадии мембраны практически отсутствуют, однако существенной становится зависимость коэффициента теплогфовоцности газа от давления, что приводит к: иэменению температуры, а следовательно, и выходной частоты преобразователя. На чертеже изображен преобразователь давления. Измерительный преобразователь состо г из мембраны 1, на поверхности котсфой расположена ПАВ структура 2. На противоположной пов хяости мембраны расположен резистивный пленочный нагреватель 3. ПАВ структура включена в качестве частотно-задающего элемента автогенератора 4. Вь1ходным сигналом является изменение частоты автогенератора. Устройство работает следующим обра зом. В диапазоне свыше 1 мм рт.ст измеряемое давление деформирует мембрану 1, Вследствие изменения геометрических размеров и вариации упругих свойств мембраны изменяется сксрость расхфостранения поверхностных акустических волн, возбуждаемых преобразователями. Это приводит к изменению частоты автогенератора 4, В области давлений более 1 мм рт.ст. коэффициент теплопроводности измеряемого газа практически постоянен, и, следовательно, температура преобразователя не зависит от давления, а определяется лиш величиной мощности, подводимой к нагре вателю от источника электрического йап ряжения. В диапазоне давлений менее 1 мм рт. деформаций мембраны не происходит, однако температура иамерительного 1феобразователя становится зависимой от коэффициента теплопроводности газовой среды, давление которой измеряется. Изменения теплопроводности, обуслов ленные измеряемым давлением газа. приводят к изменению температуры мемб раны 1, и в силу температурной зависимости времени задержки ПАВ изменяется выходная частота автогенератора 4. Выходная частота автогенератора в этой области давлений не зависит от толщины мембраньи Выбором материала мембраны можно обеспечить большую температурную чувствительность времени задержки ПАВ, т.е. обеспечить высокую чувствительност измерительного преобразователя в области малых давлений газа (например, для кварца термочувствительным является УХ-срез). Кроме того, крутизну преобразования давление-частота можно в широких пределах варьировать за счет изменения электрической мощности, рассеиваемой в резистивном пленочном нагревагтеле 4. Предлагаемое устройство расширяет рабочий диапазон преобразователей в область остаточных давлений газа без изменения геометрических размеров мембрань и позволяет производить измерения при помоши одного и того же преобразователя в диапазоне давлений от мм рт.ст. до десятков атмосФормула изобретения Преобразователь давления, содержащий мембрану и расположенную на одной ее стсфоне поверхностно- акустическую волновую структуру, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, на другой стороне мембраны установлен резистивный пленочный нагреватель. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США N9 3.978,731, кл. 73-407, опублик. 25.02.74. 2.Ридер, Каллен. Датчики давления и температуры, использующие поверхностные акустические волны ТИИЭР, М. 1076, т. 64, № 5, с. 226-228 (прототип).

/