Устройство для измерения пульсаций давления Советский патент 1981 года по МПК G01L19/00 G01L19/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ

.t

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам для измерения пульсаций давления.

Известен акустический зонд, в которсм согласованная нагрузка выполнена в виде отрезка трубопровода с боковым расположением микрофона от-, носительно него до получения бесконечной эквивалентной нагрузки с целью устранения отражений flj.

Известно устройство для измерения нестационаршох давлений в гидросистема1х, содержащее поглотитель колебаний, выполненный в виде отрезка трубопровода, заполненного пористым материалом, один конец которого за-

глушен Г2.

Однако это устройство имеет ряд

недостатков.

Так как волновое сопротивление нанала по длине из-за наличия пористого материала в согласующей нагрузке изменяется скачкообразно, то некоторая часть энергии колебаний, распространяющейся по каналу устройства, будет отрешаться, и в приемном канале будут иметь место резонансные колебания, что приводит к погрешности при измерении колебаний давления.

Длина трубопровода с пористым материалом составляет, как правило, несколько длин приемного канала, что приводит к утяжелению конструкции. Кроме

5 того, данное устройство является весьма трудоемким в изготовлении рзза наличия трубопровода с пористым материалом.

Целью изобретения является повыtoние динамической точности при измерении пу.пьснрук««их давлений в гидрои пневмосист ь{ах в широком диапазоне частот и амплитуд колебаний давления.

15

Для достижения этой цели устройство для измерения пульсаций давления, содержащее датчик давления, подводящий трубся1ровод и поглотитель ко:лебаний, вшюлненный в виде отрезка

труб(, один конец которого заглушен, снабжено согласующим устройствш выполненным в виде двух оянваковых дросселируххцих элементов, расположенных соответственно в подво2Sдящем трубопроводе и поглотителе, симметрично относительно входа в датчик давления причем акустические сопро« ;тивлення дросселирующих -элементов .одинаковы и равны волновому сопротив30 neHigD подводящего трубопровода. На фиг. 1 приведена конструктивная схема устройства для измерения пульсаций давления) на фиг, 2 - акус тическая схема устройства. Устройство содержит заборник пуль саций давления 1, который с помощью подводящего трубопровода 2 соединяется с корпусом датчика 3, В корпусе 3 установлен датчий пульсаций давления 4, поджатый крышкой 5, Герметичкость установки датчика обеспечивает ся упругой прокладкой 6. Пульсации давления рабочей среды поступают к датчику давления по каналу, перпендикулярному подводящему трубопроводу. Подводящий трубопровод в корпусе датчика переходит в -поглотитель колебаний 7, заглушенный на конце заглушкой 8. в подводящем трубопроводе 2 и поглотителе колебаний 7 симметрич но относительно входа в датчик давле ния установлены два одинаковых дрос елирующих элемента 9 и 10, выполнен ных, например, в виде пористых вставок . Устройство изготавливается таким образом, что геометрия подводящего и согласующего каналов одинакова, т.е. равны внутренние диаметры и длины указанных волноводных каналов. Акустическое сопротивление дроссе лирующих элементов должно быть подоб рано, например, в процессе продувок равным волновому сопротивлению подводяйего канала, которое, как извест но, имеет активный характер и равно 7. J, t где р - плотность рабочей среды в подводящем волиоводе/ с - ск рость звука в рабочей среде, заполня ющей подводящий канал) 5 - плсададь поперечного сечения подводящего канала . Б случае малос И акустической емкости датчика давления описанное .уст ройство обеспечивает передачу пульса ций давления с входа в устройство к датчику с точностью не меньшей, ч в устройствах измерений пульсаций давления с длинной линией. Представим акустическую сх&лу уст ройства для измерения пульсаций дав ления в виде двух трубопроводов одинаковой геометрии, на стыке которых установлены даа одинаковых дросселирующих элемента и датчик давления (см. фиг. 2}. На.фиг. 2 приняты следующие обо значения;. 11, - входное сечение устройства j входное сечение первого дросселя) сечение на входе в датчик давления; входное сечение второго дросселя; выходное сечение устройства подводяЕщий трубопровод , согласующий трубопровод (поглотитель колебаний); 9,10 - дросселирующие элементы) 4 - датчик давления L - длина подводящего и согласующего трубопроводов. В акустической схеме устройства (фиг. 2) согласующий трубопровод заглушен со свободного ко||ца, что соответствует бесконечно большому акустическому сопротивлению на конце согласующего трубопровода ( ) . Бу,дем считать, что на входе подводяп его трубопровода подключен идеальный источник колебаний давления с внутренним сопротивлением Z « 0 Сопротивления дросселир пощих элементов одинаковы и равны волновсику сопротивлению подводящего трубопровода . Условно волны давления (скорости) движущиеся со входа устройства, названы прямыми волнами/ а волны, движущиесй в направлении, обратнЕй4и ВОЛНШ4И. Колебания давления в кахщом проходном сечении устройства представляют собой наложе ние прямлх и обратных волн давления. Для анализа вцлнового процесса в устройстве сн1ределяют вначале коэффициенты отражения волн в характерных сечениях устройства. При этом пользуются известной формулой для коэф11 |циента отражения волн давления где 2 - акустическое сопротивление нагруаки в рассматрмваемом сечении; Z g - волновое сопротивление трубстровода. Для сечения 11 коэффициент отражения для обратladx волн давления, с учетом 2ц , будет равен OtZg Имея в Виде сосредоточенность дросселирующих элементов и П1 енебрежимо малую в Ёличину Объема между ними при определении коэффициента отражения волн давления в сечении 12, можно принять, что акустическое сопротивление нагрузки в сечении складывается из последовательного соединения сопротивлений дросселирующих элементов и волнового сопротивления согласующего трубопровода, т.е. 2ц 32. Тогда для сечения 12 имеем Г -Нь-- -I р-,. Коэффициеит отражения для обратных волн в сечении 14 определяется аналогично Гр и равен - . в се