Датчик давления Советский патент 1981 года по МПК G01L7/08 

I

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к датчикам давления с индуктивным преобразователем перемещения мембраны в электрический сигнал.

По основному авт.св. № 549700 известен датчик давления, применяемый для динамических измерений давлений . Это устройство состоит из корпуса, выполненного в биде днища и разъемной кръЬшси, и плоской мембраны, прижимаемой съемным фланцем и крепежныьш винтами D3

Для закрепления и натяжения тонкой плоской мембраш используются профилированные поверхности днища и съемного фланца, выполненные в виде чередующихся кольцевых выступов треугольного профиля, днища входящих с зазором в соответствукяцие впадины съемного фланца. Для увеличения чувствительности необходимо применять мембраны из особо тонких материалов, например синтетических, типа лавсана.

Однако ввиду большой эластичности лавсановая мембрана закрепляется ненадежно и склонна к проскальзьшанию при натяжении. При закреплении и натяжении мембраны из алк шниевых сплавов в кольцевых выступах треугольного профиля образуются складки, возможны разрывы материала, что нарушает герметичность датчика. С ростом радиуса выступа вероятность появления складок

10 возрастает. При закреплении мембраны , из эластичного синтетического материала возрастает вероятность проскальзывания вследствие недостаточной поверхности контакта материала мембраISны с фланцем, это вызвано тем, что имеется значительный объем подмембранной полости, превосходящий по своей величине объем приемной трубки.

20

Целью изобретения является обеспечение надежного закрепления и натяжения плоской тонкой мембраны, в том 3 числе из эластичного синтетического материала, Эта цель достигается тем, что в известном датчике давления профилированная поверхность первого фланца выполнена с периферийным кольцевым выступом прямоугольного сечения, про филированная поверхнос-ь второго фла ца - с периферийной кольцевой впадиной прямоугольного сечения, а коль цевые выступы треугольного профиля одного фланца и соответствующие коль цевые впадины треугольного профиля другого фланца выполнены соответственно с уменьшением по высоте и по глубине на величину, кратную толщине мембраны в направления к центру, причем в первом фланце выполнено выступов на один больше, чем в другом впадин, а углы при вершине треугольного выступа и впадины выполнены в пределах 90-100°. При меньших углах появляется опас ность разрыва материала мембраны остроугольной вершиной выступа. При больших углах возрастает опасность проскальзывания материала мембраны из-за недостаточного усилия в местах изгиба мембраны и малого трения, особенно в случае применения синтетического материала типа лавсана. Вы сота выступов и глубина впадин умень шаются с уменьшением радиуса на величину, кратную толщине мембраны h,j h - Ко, При такой закономерности изменени высот выступов и глубин впадин обеспечивается постепенное последователь ное натяжение и закрепление мембраны так как калодым последующим (от внешнего периферийного} выступом закрепляется и натягивается мембрана, частично закрепленная и натянутая предварительно предьщущим выступом. На фиг Г изображен датчик, общий вид; на фиг. 2 - схема закрешгения и натяжения мембраны. Датчик давления вктвочает индуктивный преобразователь 1, крышку корпуса 2, днище корпуса 3, играющее роль одного из фланцев, плоскую мемб рану 4, другой съемный фланец 5, вин ты 6 и 7. Съемньй фланец 5 и днище корпуса 3 соприкасаются по профилированной поверхности, образованной с четанием прямоугольного выступа и вп дины 8, служащих для закрепления мем раны 4, треуголытыми выступами и впа динами 9 и 10 с углом при вершине 14 90-100°, предназначенных для натяжения мембраны и окончательного ее закрепления в местах перегиба, и выступами 11 и 12, Выступ 12, воздействуя на мембрану, не только способствует ее натяжению, но и при соответствующем выборе высот выступов 11 и 1,2 фиксирует положение мембраны относительно корпуса на определенном расстоянии. Это позволяет свести к минимуму объем подмембранной полости и расширить динамический диапазон измеряемых давлений. Для замыканий магнитного потока индуктивного преобразователя 1 на мембрану 4 наносится ферромагнитный материал. При использовании в качестве индуктивного преобразователя катушек индуктивности от стандартного датчика ДЦ-10 датчик давления питается переменным током с частотой 10 кГц от индикатора давления ИД-2И. Под воздействием импульса, поступающего в подмембранную полость, плоская мембрана 4 смещается от положения равновесия, что приводит к изменению магнитного потока. Это изменение преобразуется в выходной сигнал и фиксируется вторичным прибором, например, штейфовым осциллографом. Проведенные испытания- партии экспериментальных датчиков показывают, что собственная частота датчиков с тонкими мембранами (0,01 ммjсоставляет 1450 - 1500 Гц, что-позволяет регистрировать быстроменяюш:иеся давления с частотой до 400 Гц, с искажениями по амплитуде не более 7%. Формула изобретения 1. Датчик давления по авт.св. № 549700, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежного закрепления и натяжения плоской тонкой мембраны, профилированная поверхность первого фланца выполнена с периферийным кольцевым выступом прямоугольного сечения, профилированная поверхность второго фланца - с периферийной кольцевой впадиной прямоугольного сечения, а кольцевые выступы треугольного профиля одного фланца и соответствующие кольцевые впадины треугольного профиля другого фланца выполнены соответственно с уменьшением по высоте и по глубине на величину, кратную толщине мембраны в