Способ определения амплитуды пульсаций давления в пульсационной камере и устройство для его реализации Советский патент 1982 года по МПК G01L27/00 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДЫ ПУЛБСАЦИЙ

ДАВЛЕНИЯ В ПУЛЬСАЦИОННОЙ КАМЕРЕ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

1

Изобретение относится к измерению быстропеременного давления и может быть использовано для калибровки амплитуды пульсации давления при динамической градуировке датчиков давления.

Известен поршневой способ измерения амплитуды пульсаций давления и устройство для его осуществления, в которых амплитуда пульсации давления измеряется по визуальному измерению размаха колебания инерциальной системы с неуплотненными поршнями 1.

Точность измерения амплитуды пульсации давления в этом способе недостаточна вследствие того, что не исключенная систематическая погрешность измерения содержит неопределенные частные систематические погрешности измерения нестабильных величин (объем рабочей камеры, объемная сжимаемость жидкости и поддатливости стенок пульсационной камеры, паразитная вибрация пульсационной камеры).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу, является способ определения амплитуды пульсаций давления в пульсационной камере, содержащей неуплотненный плунжер, путем измерения амплитуды колебаний плунжера и расчет по ней величины амплитуды пульсаций давления 2. Однако известный способ также не обеспечивает высокой точности измерения.

5Цель изобретения - повышение точности калибровки.

Поставленная .цель достигается тем, что при определении амплитуды пульсаций давлений в пульсационной камере, содержащей

0 неуплотненный плунжер, путем измерения амплитуды колебаний плунжера и расчет по ней величины амплитуды пульсаций давления, устанавливают соосно первому идентичный ему по сечению второй плунжер и сжимают их заданным перепадом давлений

15 ДР, а амплитуду пульсаций давления Ра плавно увеличивают и ее величину определяют в момент взаимного смещения плунжеров по выражению

Ра 4Р(1 + -),

20 где Ш} и Шз - массы первого и.второго плунжеров.

Устройство для определения амплитуды пульсаций давления содержит корпус с пульсационной камерой и неуплотненным плунжером, содержит электрически изолированную от корпуса втулку и второй плунжер, образующий с первым электрический ко-нтакт, при этом первый плунжер входит внешним торцом в пульсационную камеру, а втулка разделяет корпус на две внутренние полости, первая из которых расположенная в зоне внешнего торца второго плунжера, соединена с источником большего давления газа, а вторая, расположенная в зоне электрического контакта плунжеров, соединена с источником меньшего давления, при этом пульсационная камера через демпфер соединена с первой полостью. На чертеже представлено устройство для осуществления предложенного способа. Устройство содержит два соосных, расположенных горизонтально, неуплотненных плунжера 1 и 2 известной массы rrii и nij, соответственно, с одинаковой эффективной площадью S. Плунжер 1 установлен в корпусе 3 и электрически соединен с ним гибким проводником 5 со втулкой 6, изолированной от корпуса 3 изоляционным и герметическим слоем 7. Смежные торцы плунжеров образуют электрический контакт. Положение плунжеров 1, и 2 ограничивается внешним упором 8 И торцом стержня9 арретира, содержащего также эксцентрик 10, рукоятку II арретира и ось 12 установленных в пробке 13, герметично запирающей полость 14 корпуса 3. Полость 14 соединена трубопроводом 15 с источником сжатого газа f , а также через газожидкостной разделитель 16 и дроссель 17 с пульсационной камерой 18 гидропульсатора (не показан). Внутренняя полость 19 (зона электрического контакта плунжеров 1 и 2) соединена с источником да вления / . Втулка б электрически соединена через гермоввод 20 с индикатором 21 тока. В нерабочем состоянии стержень 9 арретира удерживает плунжеры I и 2 в неподвижном состоянии. Устройствр работает следующим образом. Предварительно в полость 14 подают давление сжатого газа /J ; которое передается через газожидкостной разделитель 16 и дроссель 17 в пульсационную камеру 18. В полость 19 подают давление Р (пониженное относительно Р, ), после чего поворачивают рукоятку 11 арретира с эксцентриком 10 и стержень 9 арретира под действием давления Р, освобождает плунжеры 1 и 2. В-этом-состоя ни и силы-статических давлений, действующих на плунжеры 1 и 2, уравновешиваются за счет равенства эффективных площадей плунжеров 1 и 2, причем плунжера 1 и 2 прижимаются сл1ежными торцами друг к другу под действием разности давления 4Р Pj -Рг , образуя нормально-замкнутый электрический контакт. Плавно увеличивают от нуля амплитуду пульсации давления в пульсационной камере 18. При этом вначале инерциальная система плунжеров -1 и 2 колеблется как единое целое цод действием на. плунжер 1 относительно малой пульсации давления. В этом случае перемещения, скорости и ускорения плунжеров 1 и -2 совпадают, однако сила прижатия их смежных торцов периодически изменяется. Сила прижатия плунжеров 1 и 2 может уменьшаться, при непрерывном увеличении амплитуды пульсации давления, до нуля, когда плунжер 1 движется в сторону пульсационной камеры 18, поскольку максимальное ускорение плунжера 2 в этом направлении не зависит от амплиту ды пульсации давления и плунжер 2 не может перемешаться (согласно второго закона Ньютона) с ускорением больщим, чем - тогда как максимальное ускорение плунжера 1 в этом же направлении зависит от амплитуды пульсации давления и достигает значения X, -tfii CRPaas Ylpn плавном увеличении амплитуды пульсации давления- наступает момент, когда ускорение Xj превышает Хг инерциональная система плунжеров перестает колебаться как единое целое. Момент нарушения колебания системы плунжеров 1 и 2, как единого целого определяют по разрыву электрического контакта между ними с помощью индикатора тока 21 и ограничивают дальнейший рост амплитуды пульсации давления, принимая, ограниченную таким образом, амплитуду пульсации давления за калиброванное значение амплитуды, которое опреДеляют по формуле Ра АР(1+ „,, где ,-1 - разность давлений, прижимающих плунжера друг к другу;Р, - внешнее статическое давление источника сжатого газа, действуюшего на плунжер 1, равное среднему давлению пульсации, действующему на плунжер 2; mj. масса первого и второго плунжеров, соответственно; Pj - статическое давление действующее на плунжеры 1 и 2 в зоне их контакта; Рд -калиброванное значение амплитуды пульсации давления. Различные калиброванные значения амплитуд пульсации подаются пропорциональными значениями разности статических давлений АР. Таким образом, в уравнение измерения калиброванной амплитуды пульсации давления входят разность статических давлений АР и масса плунжеров т, и ш. Разность давлений -ЛР может быть задана с высокой точностью, например, при помощи дифференциального грузопоршневого манометра или чащечного ртутного дифманометра прямыми измерениями. Масса плунжеров 1 и 2 определяется с высокой точностью взвешиванием.