Ртутный манометр Советский патент 1980 года по МПК G01L7/22 

1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а точнее к жидкостным манометрам, и предназначено для измерения давления потока воды в гидродинамических и кавитационных трубах при проведении экспериментальных исследований в области судостроения.

Известны ртутные манометры с автоматическим отсчетом показаний с применением фотоэлементов 1.

Однако при использовании этого устройства для измерения давлений в кавитационных и гидродинамических трубах точность совмещения каретки с мениском ртути значительно ухудшается.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является ртутный манометр с ферромагнитным поплавком, на манометрическую трубку которого надет индуктивный датчик перемещения, подключенный к входу следящей системы, исполнительный механизм которой кинематически связан с катушкой датчика перемещения 2.

Недостаток его - отсутствие сигнала с индуктивного датчика при больших величинах рассогласования, когда поплавок полностью выходит за пределы его катущки, и, как следствие, - неработоспособность следящей системы и отказы измерительного устройства.

Целью изобретения является повышение наделшости работы манометра путем получения дополнительного управляющего сигнала при значительных величинах рассогласования между положениями поплавка и катзшки преобразователя (датчика).

10 Указанная цель достигается тем, что в манометре торцы катущки индуктивного преобразователя выполнены в виде фланцев, внутри из которых расположены два радиальных канала с установленными в них источником света и фотоэлементом, причем верхняя часть поплавка выполнена со светопоглощающей, а нижняя - со светоотражающей поверхностями.

20 Такое решение позволяет в случае, если поплавок оказался за пределами индуктивного преобразователя и против обоих фотоэлементов находится или ртуть или вода, путем переключения выводов обмоток

25 датчика обеспечить управляющий сигнал для отработки следящей системы в нужном направлении.

На фиг. 1 схематически изображен ртутный манометр; на фиг. 2 - электрическая

30 блок-схема манометра. В состав манометра (см. фиг. 1) входит манометрическая трубка 1, на которую надета катушка индуктивного нреобразователя 2, прикренленного к гайке 3 ходового винта 4. На поверхности ртути находится ферромагнитный ноплавок 5. Для того, чтобы предотвратить преждевременные срабатывания фотосистем при прохождении около фотоэлементов ферромагнитного поплавка и избежать тем самым сбоев в ю работе устройства, верхняя половина ионлавка выполнена светоноглощающей, нпжняя - светоотражающей. В торцовых фланцах преобразователя, в сквозных, радиальных отверстиях уста- 15 новлены источники света 6 н 7, и фотоэлементы (фотодиоды) верхний - 8, и нижний - 9. Оба фотоэлемента (см. фиг. 2) подключены к спусковым устройствам 10 и 11, например к триггерам Шмидта. На 20 их выходе предусмотрены реле 12 и 13 с контактами на переброс, к которым подключены выводы выполненных симметрично и включенных встречно вторичных обмоток 14 и 15 индуктивного преобразова- 25 теля. Его первичная обмотка 16 подключена к источнику электропитания переменного тока. С иодвижных контактов реле управляющий сигнал поступает на усилитель 17 н далее - на серводвигатель 18, ЗО приводящий во вращение ходовой винт 4 (фиг. 1). Возможны три основных режима работы индуктивного преобразователя и следящей системы. В первом релсиме поплавок размещен ниже индуктивного преобразователя и напротив обоих фотоэлементов находится водный столбик. Вследствие малого отражения света оба фотоэлемента не освеще- 40 ны и оба реле остаются в нормальном положении (см. фиг. 2). Благодаря этому в обмотке 15 включено больщее число витков, чем в обмотке 14, и возникает управляющий сигнал, который перемещает ин- 45 дуктивный преобразователь вниз, по направлению к ферромагнитному поплавку. Во втором режиме поплавок размещен выше индуктивного преобразователя и напротив обоих фотоэлементов находится 50 столбик ртути. Вследствие значительного отражения света засвечиваются оба фотоэлемента н оба реле срабатывают. Благодаря этому в обмотке 14 оказывается включенным больщее число витков, чем во 55 встречно включенной обмотке 15, и возникает управляющий сигнал, противоположный по фазе в сравнении с предыдущим случаем. Этот сигнал вызывает перемещение индуктивного преобразователя наверх, 60 35 по направлению к ферромагнитному поплавку. В третьем режиме поплавок размещен внутри индуктивного преобразователя, напротив верхнего фотоэлемента 8 находится водный столбик, а напротив нижнего 9 - столб ртути. Вследствие этого реле 13 срабатывает, а реле 12 остается в нормальном положении. Благодаря этому управляющий сигнал на усилитель подается со встречно включенных обмоток с одинаковым колпчестном витков, и следящая система работает в режиме пропорционального слежения. Переход из третьего режима работы во второй и первый режимы и обратно происходит при прохождении перед верхним или нижним фотоэлементами линии раздела между светопоглощающей и светоотражающей частями поплавка, Использование изобретения позволит повысить надел ность автоматического измерения давления в гидродинамических и кавитационных трубах и осуществить автоматическую обработку результатов измерений с помощью современных вычислительных средств. Формула изобретения Ртутный манометр, содержащий манометрическую трубку с иомещеиным в ней над мениском ртути ферромагнитным поплавком и систему автоматического отсчета показаний с катушкой дифференциального индуктивного преобразователя перемещения поплавка, соединенной с устройством ее перемещения вдоль манометрической трубки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы манометра путем получения дополнительного управляющего сигнала при значительных величинах рассогласования между положенпями поплавка и катущки преобразователя, в нем торцы катущки индуктивного преобразователя выполнены в виде фланцев, внутри каждого из которых расположены два радиальных канала с установленными в них источником света н фотоэлементом, причем верхняя часть поплавка выполнена со светопоглощающей, а нижняя - со светоотражающей поверхностями, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Горлин С. М. и др. Аэромеханические измерения. Методы н приборы, М., «Наука, 1964, с. 326-327. 2.Авторское свидетельство СССР № 133782, кл. G OIL 7/18, 01.03.60 (нрототип).