Датчик давления Советский патент 1981 года по МПК G01L9/00 G01L7/16 

(5А) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быт использовано для регистрации знакопеременных давлений широкого диапазо на измерений в условиях низких, норм льных и высоких температур. Известен датчик давления, содержащий корпус, камеры охлаждения и смазки, грузопоршневой узел, связанный с преобразователем перемещения в ВЫХОДНОЙ сигнал LI J. Известен датчик дайления, содержа щий корпус с камерой охлаждения, размещенные в ней гильзу и восприним ющий давление поршень, связанный через сферическую опору и передаточный стержень с.преобразователем перемещения в выходной сигнал f2 J. Известный датчик давления имеет о раниченные функциональные возможности, обладает недостаточно высокими метрологическими показателями так как в режиме динамических нагрузок (при резких перепадах давления в сие TeMeJ снижается стабильность и требуемая точность измерений, кроме того конструкция датчика позволяет использовать ТОЛЬКО тензорезистивные преобразователи. Цель изобретения - повышение точности и стабильности измерений, а также обеспечение универсальности за счет применения съемных преобразователей различных типов. Поставленная цель достигается тем, что в датчик введена установленная в корпусе на конических опорах упругая балка переменного сечения, через которую сферический шарнир подгт прудинен к корпусу, причем поршень и передаточный стержень связаны жестко. Передаточный стержень снабжен фланг; цем со сферическим гнездом и крепежными отверстиями. На фиг. I представлен датчик давления, общий вид, разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг.. Г. 3 В полом цилиндрическом корпусе I датчика давления расположены камера 2 смазки и камера 3 охлаждения со штуцерами 4 и 5 для подвода и отвода охлаждающей жидкости В центральную часть корпуса запрессована пустотелая мокрая гильза 6, сопряженная, с пустотелым плунжером 7, имеющи в своей верхней части сферический наконечник 8. Рабочие поверхности ГИЛЬЗЫ 6 и плунжера 7 образуют неуплотнелную плунжерную пару с прецизионными сопрягаемыми деталями. Плунжер 7 сообщается с исследуемой средои посредством штуцера, которым сна жена нижняя часть корпуса I . На шаровом наконечнике 8 плунжера 7 жестк закрепляется передаточный стержень 9, расположенный строго соосно с плунжерной парой. Концентричное расположение плунжера 7 и гильзы 6, вхо дящих в состав грузопоршневого узла, непосредственно воспринимающего рабо чую нагрузку,, поддерживается универсальным сферическим шарниром, который включает шаровой наконечник 8 плунжера 7, обладающую большой гибкостью упругую балку 10 переменного сечения, снабженную сферическим гнез дом, расположенным в ее центральной .части, и гайку-.сухарь 11 со сфери;ческим гнездом, позволяющую регулиро вать зазор между соприкасаемыми поверхностями перечисленных вьш1е деталей. Балка 10 в срединной части контактирует с,двумя калиброванными пружинами сжатияЧ2 и 13, положение которых в корпусе 1 точно фиксируется относительно оси грузопоршневого узла посредством кольцевых пазов, выполненных соответственно в га ке 1 4 и крьш1ке 15. При этом концы балки 10 свободно опираются на призмы, выполненные в виде клиновидных торцов 16 и 17 (заостренных на клин) соответственно в корпусе 1 и его крышке 15. Балка 10 и пружины 12 и являются сменными деталями и образуют вместе взятые в приборе сбалансированную, упругую (комбинированную рессорную) систему, которая существенно снижает инерционность подвижных частей датчика давления в целом Жвсткость указанных выше упругих эле ментов подбирается в зависимости от величины верхнего и нижнего пределов измеряемого давления. Пустотелая гильза б снабжена расширяющейся к зоне нагрева тепловойтоубкой 18, а пустотелый плунжер .7 аналогичной, расширяющейся книзу, тепловой трубкой 19, усиливающих процесс теплопередачи от одного конца , расположенного непосредственно в зоне нагрева, к друг гому, удаленному от источника тепловой энергии. Корпус 20 съемного преобразующего устройства неподвижно закрепляется в крышке 15 при помощи гайки 21. Во фланце 22 (фиг. 2) передаточного стержня 9 Выполнено сферическое гнездо 23, в котором с помощью сухаря-гайки 24 подвижно закреплен шаровой палец 2, снабженный крепежным резьбовым отверстием. Неподвижное звено 27 датчика преобразователя жестко закрепляется в его корпусе 20 (например, неподвижная пластина конденсатора в емкостном преобразователе, индуктивная катушка в электромагнитном преобразователе и т.п.), а исполнительное (подвижное) звено 28 съёмного датчика (например, подвижная пластина конденсатора, сердечник из ферромагнитного сплава и т.п.) ,в случае его свободного (бесконтактного) перемещения соединяется с фланцем 22 передаточного стержня 9 жестко с помощью резьбовых отверстий 26 или, шарнирно через шаровой палец 25 в слу чае еГо контактного (силового) взаимодействия с передаточным стержнем. Установленный в крышке 15 прибора съемный преобразователь в зависимости от его типа коммутируется с соответствующей регистрирующей аппаратурой (не показано). Датчик давления работает следующим образом. Нормальное рабочее положение прибора - вертикальное. Допускается нез начитёльное отклонение от вертикали в пределах 5-10 . Для менее точных измерений возможна установка его в любом положении пространства. При возрастании изменяемого давления плунжер 7 поднимается, прогибая балку 10 вверх и одновременно сжимая пружину 13, и увелекает за собой передаточный стержень 9, взаимодействующий посредством своего фланца 22 или шарового пальца 25 с исполнительным звеном 28 съемного преобразователя. При отрицательном давлении плунжер 7 опускается, прогибая балку 10 вниз5и сжимая пружину 12. Концы балки 10 при этом свободно перемещаются в опорно направляющих призмах 16 и 17. В результате взаимодействия перЬдаточного стержня 9 и исполнительного звена 28 преобразующего элемент та возникает электрический сигнал, который поступает на соответствующее регистрирующее устройство. При регулировке зазора мевду опорными призмами 16 и 17 одновременно обеспечивается регулировка предварительного ежатия (жесткости) сменных калиброванных пружин 12 и 13. Указанные пружины контактируют в процессе работы с бал кой 10, обеспечивают динамическое и статическое равновесие и изохронность при перемещении подвижной системы звеньев прибора и позволяют значительно компенсировать неточности зазора между опорными призмами корпус и .

Устройство по настоящему изобретег нию обладает высокими метрологическими характеристиками и универсальностью применения.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 617693, кл. G 01 L 9/04, 30.12.76.

П

иг, 1

10

А-А

1i