Датчик давления Советский патент 1981 года по МПК G01L23/06 

(54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

t

Изобретение относится к измерительной, технике и предназначено для измерения флуктуации давления газа или жидкости в системах с большим диапазоном изменения давления.

Известен датчик давления, содержащий корпус с расположенным внутри него цилиндрическим -чувствительным элементом СО«

Известен датчик давления, содержащий цилиндрический элемент с намотанным на него световолокном, включенным в интерферометр

Недостатком известного датчика давления является С1шжение точности измерения флуктуации давления при повышении средней составляющей измеряемого давления.

Цель изобретения - повышение точ1 ости измерения флуктуации давления при одновременном измерении среднего давления.

Поставленная цель достигается тем, что датчик давления снабжен герметичным корпусом, внутри которого закреплен по периметру торцов щшиндрип

ческий элемент, вьшолненный в виде упругой трубки с калиброванным отверстием, причем полость трубки со- 5 общена с источником измеряемого давления.

На чертеже показано предлагаемый .

Датчик давления содержит упругую

10 трубку 1, на которую намотано световолокно 2. Упругая трубка 1 помещена в жесткий герметичный корпус 3, полость 4 которого сообщена с полостью 5 упругой трубки 1 посредством калиброванного отверстия 6. Кроме

того, полость 5 упругой трубки 1 соединена с источником 7 измеряемого давления. Величину калиброванного отверстия 6 выбирают в соответствии с

X) рабочей средой таким образом чтобы время выравнивания давления в- полостях 4 и 5 было много больше периода наиболее низкочастотных флуктуации давления, создаваемых источником 7 измеряемого давления. Световояокно 2 включено в измерительную схему, в качестве которой можно использовать интерферометр, включающий установленный на входе световолокна 2 MDHOхроматический источник 8 оптического из|1учения, например лазер, оптически связанный с ним датчик 9 опорного сигнала, в качестве котррого исдользовано вто рое световолокно 10, фотоприемник П установленный на выходе световолокон 2 и 10 и поддопоиенный к выходу фотоприемника регистрирующий блок 12, сое диненный с блоком 13 индикации. Датчик работает следующим образом Среда, давление которой измеряется заполняет полость 5 упругой трубки 1 и через калиброванное отверстие 6 за полняет также полость А жесткого гер метичного; корпуса 3, где расположено световолокно 2. Причем флуктуации давления от источника 7 передаются только в полость 5, а в полости 4 благодаря наличию калиброванного отверстия 6 всегда устанавливают среднее давление. На фотоприемнике 11 смешиваютвя оптическое излучехше от источника 8, прошедшее через световолокно 2, и второе световолокно 10. При этом величина сигнала на блока 13 индикации пропорциональна коэффициенту преломлеття световолокна. Коэффициент прэ.)Ю№1ения. световолокна определяется величиной действующего на него давления, а также зависит от степени деформации световолокна. При отсутствии флуктуации на блоке 13 ищт;икации возникает сигнал пропорциональный величине средне го давления, действующего на световолокно 2. При появлении флуктуации сигнал от величины среднего давления остается и еще добавляется дополнительный сигнал, зависящий от величины пульсации давления. Флуктуации давления в источнике 7 измеряемого давления передаются толь ко в полость 5 упругой трубки 1. Вызьшают деформацию упругих стенок тру ки и соответственно деформагщю свето волокна 2..Последняя деа)орнация приводит к. удлинению с одновременным 8 64 изменением показателя- преломления световолокна 2. Это изменение регистрируется с помощью интерферсметрического устройства .При изменении срваг него давления среда, благодаря наличию калиброванного отверстия 6, давление в полостях 5 и 4 сравняется и точность измерения ОтуктуацкЛ давления сохраняется на первоначально установленном высоком уровне, определяемой высокой точностью световолоконной интерференционной измерительной системы, которая пропорциональная длине используемого световолокна 2, При использовании упругой трубки с внешним диаметром 3 см и .-высотой 3,5 см, световолокна в защитной оболочке с внешним диаметром 1 мм длина световода может превосходить 3м. Это обеспечивает регистрацию минимальных фщпктуаций давления в тысячные доли мм рт.ст. независимо от абсолютной величины среднего давления (от единиц мм рт.ст до сотен атмосфер). Предлагаемое устройство обладает высокой чувствительностью и точностью измерения, прячем обеспечивает одновременное точное, измерение величины среднего давле1шя и величины его флуктуации. Формула изобретения Датчик.давления, содержащий цилиндрический элемент с намотанным на него световолокном включенным в интерферометр, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности иэмеpeifflH фл туаций давления при одновремениом измерении среднего давления, он снабжен герметичным корпусом внутри которого закреплен по периметру торцов цилиндрический элемент, вьшолненный в виде упругой трубки с калиброванным отверстием, причем полость трубки сообщена с источником измеряемого давления. Источншси информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №.651214, кп. Q01L 9/08, 25.04.72 2.Electronics letters vl4, 1978, № 14, p. 419-422(прототип).