Дифференциальный датчик давления Советский патент 1981 года по МПК G01L13/02 

(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

I

Изобретение относится к контрольно-изMepHTCtHbHofl технике, в частности к датчикам давления, а также к компенсационным расходоме рам переменного перепада давления и, может быть использовано для измерения, с1игнал|изации и регулирования расхода воздуха ц других газов, в том числе взрывоonacHi|x.

Известен датчик давления, содержащий закрепленную в корпусе мембрану с жестким центром, с которой связано индикаторное микрометрическое устройство со 1.

Известен дифференциальный датчик даЬления, I содержащий корпус, установленную в нем эластичную мембрану с жестким центром, упоры ограничения хода жесткого центра, электромагнит с сердечником и индикатор перемещения жесткою центра мембраны 2.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, а также низкая степень взрывозащищенности.

Цель изобретения - упрощение конструкции и обеспечение взрывозащищенности.

Указанная цель достигается тем, что индикатор перемещения жесткого центра мембраны -размещен в осевом отверстии сердечника электромагнита, который размещен снаружи корпуса. Причем якорь электромагнита выполнен в виде жесткого центра мембраны, изготовленного из магнитомягкого материала и контактирующего с ограничительными упорами.

Устройство содержит корпус 1, крыщку 2, эластичную мембрану 3 с жестким

10 центром в виде диска 4 из магнитомягкого материала, например электротехнической стали, упоры 5 в количестве не менее трех, электромагнит 6 силовой компенсации, индикатор 7 перемещения жесткого центра мембраны, который закрепляется, в осевом

15 отверстии сердечника 8 электромагнита, плюсовую полость 9 и минусовую полость 10, с входными штуцерами 11 и 12, электромагниты 13 и 14 индикатора 7. перемещения общим ярмом и отдельными сердечниками 15 и 16, диск 17 из магнитомягкого материала якоря электромагнита 14.

Дифференциальный датчик давления может использоваться в составе расходомера газа при режиме развертывающего преобразователя и работает следующим образом. Через щтуцера 11 и 12 подается газ под давлением в полости плюсовую 9 и минусовую 10. Минусовая полость 10 образована мембраной 3 и крыщкой 2. Под действием силы, пропорциональной перепаду давления и эффективной площади мембраны, диск 4 прижимается к упорам 5. Между диском 4 и корпусом 1 образуется рабочий зазор минимальной величины (до 0,5 мм) Через обмотку. электромагнита 6 силовой компенсации, которая размещается на цилиндрическом сердечнике электромагнита 8, пропускается линейно-нарастающий ток. В момент, когда сила притяжения диска 4 электромагнитом 6 превысит по величине силу, действ ующую на мембрану 3 и диск 4, последний переместится вверх до стенки корпуса 1, приблизивщись к цилиндричес, кому гладкому сердечнику 15 электромагнита 6 и индикатору 7 перемещения жесткого центра мембраны. Обмотки электромагнитов 13 и 14 соединяются последовательно, образуя общую точку, и подключаются к обмотке со средней точкой питающего трансформатора. Выходным сигналом индикатора перемещения является напряжение разбаланса переменного тока, снимаемого с общей и средней точек. С появлением сигнала на выходе индикатора перемещения жесткого центра мембраны происходит запоминание мгновенного значения линейно-нарастающего тока, величина которого пропорциональна измеряемому расходу, а затем последующее быстрое уменьщение тока до нулевого значения. При этом диск 4 опускается на упоры 5, и цикл измерения повторяется. Для исключения влияния веса диска 4 и мембраны 3 на выходную характеристику расходомера через обмотки электромагнитов 13 и 14 пропускается постоянный ток подмагничивания (до 0,2 мА), создающий соответствующую добавочную силу притяжения диска 4, складывающуюся с силой притязания диска электромагнитом 6 силовой компенсации. Электрический нуль индикатора перемещения жесткого центра мембраны 4 устанавливается путем изменения зазора между сердечником 16 и диском 17. В случае использования мембранного дифференциального датчика давления для сигнализации снижения расхода газа через обмотку электромагнита 6 пропускаются. и мпульсы тока с периодом несколько секунд. Амплитуда импульсов тока пропорциональна расходу и устанавливается задатчиком. При снижении расхода соответственно уменьщается величина действующей на мембрану силы. За время действия импульса тока диск 4 перемещается вверх, на выходе индикатора перемещения жесткого центра мембраны и на выходе сигнализатора появляются соответствующие сигналы импульсного характера. Результаты испытаний опытного образца показывают, что датчик позволяет измерять перепад давления до 6,3 кгс/м и может использоваться для измерения расхода газа (в том числе взрывоопасного) в щироком диапазоне расходов с достаточной точностью. Погрещность преобразования не превыщает 2,5%. Предлагаемый дифференциальный датчик давления позволяет расщирить предел измерения перепадов давления до 6,3 кгс/м. повысить степень взрывозащищенности датчика по отнощению к измеряемой среде и значительно упростить конструкцию устройства, уменьщить его габариты и вес. Формула изобретения Дифференциальный датчик давлений, содержащий корпус, установленную в нем эластичную мембрану с жестким центром, ограничительные упоры на корпусе, электромагнит с сердечником и индикатор перемещения жесткого центра мембраны, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и обеспечения взрывозащищенности, индикатор перемещения жесткого центра мембраны размещен в осевом отверстии сердечника электромагнита, который размещен снаружи корпуса, причем якорь электромагнита выполнен в виде жесткого цент ра мембраны, изготовленного из .магнитомягкого материала и контактирующего с ограничительными упорами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 320736, кл. G 01 L 7/08, 20.04.70. 2.Датчики электрические с силовой компенсацией ГСП. Дифференциальные манометры мембранные типов ДМ-Х, ДМ-ЭР, Рязанский ЦННТИ, 1970 (прототип).