Устройство для контроля давления Советский патент 1982 года по МПК G01L9/10 

(Si) УСТРОЙСТВО для КОНТРОЛЯ ДАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, занимающейся измерением давлений и усилий и может быть использовано, например, при испытании изделий на герметичность по.падению давления и при контроле давлений в ,гидросистемах.

Известны индукционные динамометры, содержащие упругие чувствительные элементы, выполненные в виде трубчатого гофрированного магнитопровода, расположенного концентрично внутри намагничивающей и измерительной обмоток, подключенных соответственно к источнику переменного тока и к индикатору fl .

Подобные устройства служат только для измерения усилия, а для определения предельного значения контролируемого усилия необходимо непрерывный аналоговый сигнал преобразовать в дискретный, что довольно сложно. Из-за отсутствия блокировки устройства при достижении контролируемым

усилием предельного значения, возможен выход элементовустройства -из строя..

Наиболее близким к предлагаемому является индуктивный преоб.разователь давления, заключенный в ц-илиндричес- кий корпус и содержащий мембрану, выполненную за одно целое с его корпусом, катушку индуктивности с неподвижным сердечником, соединенным с корпусом прсадкой до упора на кольцевой буртик, и индикатор. При воздействии на мембрану изменяется зазор между ней и неподвижным сердечником и, соответственно, индуктивность катушки и ток в цепи ее, что фиксируется индикатором 2.

Функциональные возможности этого преобразователя ограничиваются только измерением с той или иной точное-, тью контролируемых давлений или усилий, воздействующих на мембрану. Предельные значения давлений или усилий можно с большой погрешностью опреде3лить только путем преобразования непрерывного сигнала в дискретный. Погрешность эта увеличивается и из-з того, что указанное преобразование с целью фиксации предельного значения нагрузки происходит на нелинейном, предельном участке характерис тики преобразователя, т.е. когда зазор приближается к нулю. Значительная погрешность в определении предельной нагрузки приводит к недостаточной надежности в работе как самого преобразователя, так и аппарата, а котором контролируется давление или усилие. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повышение надежности его работы. Указанная цель достигается тем, что устройство для контроля давления, содержащее индуктивный датчик в виде соленоидной обмотки с неподвижным сердечником, заключенных в цилиндрический магнитовод с чувствительной мембраной в торце, отделенной от сердечника воздушным зазором, и индикатор, снабжено сигнал затором предельной нагрузки, выполненным в виде тороидального сердечника с расположенной на нем обмоткой, размещенного внутри цилиндрического магнитопровода концентрично сердечнику,с зазором относительно мембраны. Кроме того, между тороидальным сердечником и соленоидной обмоткой радиально расположены немагнитные токопроводящйе пластины, гальванически связанные с неподвижным сердечником и цилиндрической частью магнитопровода. При этом немагнитные токопроводя щйе пластины выполнены с возможност деформации в осевом направлении дат чика, а неподвижный сердечник состо ит из двух частей, разделенных одна от другой зазором в пределах соле,ноидной обмоткиjH при этом одна из частей сердечника жестко связана с пластинами, а другая - с торцовой частью магнитопровода. Это позволяет с высокой точность фиксировать достижение предельной нагрузки в момент касания мембраной .сердечника соленоидной обмотк:и Следовательно, устройство может быт использовано не только для измерени 24 усилия, но и регистрации или сигнализации предельной нагрузки или усилия, что повышает надежность его работы. На фиг. 1 изображено устройство для контроля давления, общий вид; на ф-иг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Устройство состоит из индуктивного датчика в виде соленоидной обмотки 1 с сердечником 2, заключенных в цилиндрический магнитопровод 3 с чувствительной мембраной Ц, индикатора 5 контролируемого давления, сигнализатора предельной нагрузки, выполненного в виде тороидального сердечника 6 с расположенной на нем обмоткой 7, размещенного внутри цилиндрического магнитопровода 3 концентрично сердечнику 2. Целесообразнее тороидальный сердечник 6 с обмоткой 7 разместить с торца соленоидной обмотки 1 ,. обращенного к чувствительной мембране 4, а между тороидальным сердечником 6 и соленоидной обмоткой 1 радиально расположить немагнитные токопроводящйе пластины 8, гальванически (электрически) связанные с сердечником 2 и цилиндрической частью магнитопровода 3. Предпочтительно пластины а выполнить с возможностью деформации в осевом направлении датчика, а сердечник 2, состоящим из двух частей 9 и 10, разделенных друг от друга зазором 11, расположенным в Пределах соленоидной обмотки .1, одна часть сердечника 2 жестко связана с пластинами 8, а другая - с торцовой .частью 12 магнитопровода 3- Последовательно с обмоткой 7 включено реле 13, контакты которого включены в цепь сигнализации о достижении предельной нагрузки и отключения воздействия контролируемого давления (не показаны). Между сердечником 2 и чувствительной мембраной 4 устанавливается зазор 14, по величине значительно больший зазора 11. Пластины 8 выполнены из немагнитного, т.е. неферромагнитного, материала, с возможностью деформации и жестко крепятся к цилиндрической части магнитопровода 3 и части 9 сердечника 2. Устройство работает следующим образом. При отсутствии воздействия на чувствительную мембрану 4 между ней и сердечником 2 существуют вполне определенные, предварительно установленные зазоры 11 и 1 и через индикатор 5 проходит тоже вполне определенный ток, определяемый полным сопpotивлeниeм соленоидной обмотки 1. В этго же время реле 13 обесточено, так как индуктивное сопротивление обмотки 7 велико и проходящий .через них ток мал. При воздействии усилия или давления на чувствительную мембрану k зазор }k уменьшается, индуктивность соленоидной обмотки 1 начинает увеличиваться, а ток проходящий через индикатор 5 уменьшается. Ток же чере последовательно включенные обмотку 7 и реле 13 остается неизменно маль1М до тех пор, пока мембрана k не касается части 6 сердечника 2. Касание их приводит к образованию для обмотки 7 короткозамкнутого витка, состоящего из части 9 сердечника 2, пластин 8, верхней части цилиндричес кого магнитрпровода 3 и чувствительной мембраны k, и резкому уменьшению индуктивности обмотки 7 увеличению тока через реле 13 и его срабатыванию. Пластины 8 установлены для уменьшения длины образующегося короткозамкнутого витка, и тем самым увеличения изменения тока через реле 13 Вместо пластин можно поставить диск, контактирующий с сердечником 2 и цилиндрической частью магнитопровода 3, но в этом случае он представляет мощный короткозамкнутый виток для соленоидной обмотки 1, а это нежелательно. Зазор 11 необходим на случай, есл контакт между чувствительной мембраной k и сердечником 2 образуется не сразу, а при некотором давлении на сердечник 2, т.е. он необходим для полного исключения значительных усилий на элементы датчика. Предлагаемое устройство позволяет измерять не только давление и усилия но также с высокой точностью фиксировать достижение предельной нагрузки, что повышает надежность его рабо ты. Формула изобретения 1.Устройство для контроля давления, содержащее индуктивный датчик в виде соленоидной обмотки с неподвижным сердечником, заключенных в цилиндрический магнитопровод с чувствительной мембраной в торце, отделенной от сердечника воздушным зазором, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, оно снабжено сигнализатором предельной нагрузки, выполненным в виде тороидального сердечника с расположенной на нем обмоткой, размещенного внутри цилиндрического магнитопровода концентрично сердечнику, с зазором относительно мембраны. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем между тороидальным сердечником и соленоидной обмоткой радиально расположены немагнитные токспроводящие пластины, гальванически связанные с неподвижным сердечником и ци;)индрической частью магнитопровода. 3.Устройство по пп. 1 и 2, от личающееся тем, что в нем немагнитные токопроводящие пластины выполнены с возможностью деформации в осевом направлении датчика, а неподвижный сердечник состоит из двух частей, разделенных одна от другой зазором в пределах соленоидной обмотки , и при этом одна из частей сердечника жестко связана с пластинами, а другая - с торцовой частью магнитопровода. Источники информации, оинятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР tf 575505, кл. G 01 L , 03.05.76. 2.Авторское свидетельство СССР № 22059, кл. G 01 L 9/10, 11.08.66 (прототип).

/9-/I

8

uf, Z