Датчик разности давлений с частотным выходным сигналом Советский патент 1982 года по МПК G01L11/00 G01L13/02 

(54) ДАТЧИК РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЙ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДНЫМ

1 - ,

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для измерения разности давлений жидких и газообразных сред..

Известен датчик давления с частотным выходным сигналом, содержащий корпус, чувствительный к давленшо тонкостенный цилиндрический ферромагнитный резонатор с герметично закрепленными по концам подпружиненными сильфонамн, причем внутренние полости сильфонов сообщаются с внутренней полостью резонатора и заполнены газом, систему воз- возбуждения и съема колебаний резонатора 1.

Недостатком этого датчика является низкая точность измерений за счет снижения добротности его колебательной .системы, обусловленная диссипацией энергии колебаний в местах крепления резонатора из-за удаленности этих мест от узлов колебаний резонатора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик для изменения разности давлений, содержащий корпус, в котором установлен резонатор в виде пустотелого камерСИГНАЛОМ

тона, заполненного двумя несмешивающимися жидкостями, сильфоны, установленные на кондах камертона, систему возбуждения и съема колебаний и регистрирующий прибор 2.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения за счет существенно нелинейной характеристики преобразования, что затрудняет обработку выходного частотного, сигнала. Кроме того, чувствительность к измеряемому давлению определяется кроме геометри10ческих параметров колебательной системы еще и разностью плотностей жидкостей, заполняющих камертон.

Цель изобретения - повышение точности из15мерения за счет линеаризации характеристики и Повыщение чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике давления с частотным выходным сигналом, содержащий корпус, в котором установ20лен резонатор, в виде пустотелого камертона, сильфон, установленный на одном конце камертона, систему возбуждения и съема колебаний и регистрирующий прибор, введен второй. 39 вдентичный первому, камертон с сильфоном и системой возбуждения и съема колебаний, соединенный с первым общим каналом, расположенным диаметрально противоположно сильфонам, прн этом каждый камертон наполовину заполнен жидкостью. На чертеже показано предлагаемое устройство. Датчик давления содержит корпус 1, в котором вертикально, параллельно, и симметрично установлены два, например сдвоенных, KaAiegTOHa 2 и 3, внутренние полости которы сообщаются общим каналом 4. Общий канал и смежные ветки камертонов 2 и 3 наполовину заполнены жидкостью 5. Камертоны 2 и 3 сообщаются с сильфонами 6 и 7, установленными в герметичных отсеках 8 и 9 корпуса 1, снабженных штуцерами 10 и 11 для подвода измеряемых давлений. Для урав ниванш давления газа в сильфонах -би 7 и йетвях камертонов 2 и 3, предусмотрен вентиль 12, а для удобства разборки датчик снабжен фланцами 13 и 14. Для возбуждения колебаний камертонов 2 и 3 предусмотрены злектр магниты Л5 и 16, а для съема - электромаг нитные адаптеры 17 и 18 (при выполнении камертонов, например из кварцевого стекла, на ветвях против возбуждения и приемника устанавливаются магнитные наклейки), включенные в цепь усилителей 19 и 20 по автоге раторной схеме. Выходы усилителей 19 и 20 подключены на вход смесителя 21, выход ко торого через низкочастотный фильтр 22 подключен на измерительный прибор 23. Устройство работает следующим образом. При равных давлениях Pj и Pj в отсеках 8 и 9 сильфоны 6 и 7 практически не сжаты, а жидкость 5 заполняет ветви комертонов 2 и 3 до половины их длин. - Камертоны 2 и 3 возбуждаются с помощью цепей обратной связи 17, 19, 15 и 18, 20, 16 на равных резонансных частотах . Разностная частота на выходе смесителя 21 равна нулю и стрелка прибора 23 находится на нулевой отметке в центре шкалы. При возрастании давления в камере 9 так, что Р, Рг, сильфон 6 растягивается, а сил фон 7 сжимается засчет передачи давле ния через газо-жидкостную систему, в результате уровень жидкости 5 в камертоне 2 уменьшается, а в камертоне 3 возрастает, и их частоты соответственно изменяются. Разностная частота вьщеляется в смесителе 21 и после выделения низкочастотной cocfaвляющeй в фильтре 22 вызывает отклонение стрелки измерительного прибора 23. При условии, что Р2 PI, уровень жидкости 5 уменьшается в камертоне 3 и увеличивается в камертоне 2, в результате резонансная частота камертона 3 возрастает, а камертона 2 уменьшается, в результате чего разностная частота на выходе смесителя 21 меняет знак и ртрелка измерительного прибора отклоняется в другую сторону. Таким образом, изобретение позволяет уменьшить погрешность линейности, в результате чего повышается точность измерения. Кроме того, за счёт увеличения разности -плотностей жидкости и газа повышается чувствительность устройства. Формула изобретения Датчик разности давлений с частотным выходным сигналом, содержащий корпус, в котором установлен резонатор в виде пустотелого камертона, скльфон установленный на одном конце камертона, систему возбуждения и съема колебаний и регистрирующий прибор, отличающийс я-тем, что, с целью повышения точности измерений за счет линеаризации характеристики и повышения чувствительности, в него введен второй, идентичный первому, камертон с сильфоном и системой возбуждения и съема колебаний, соединенный с первым общим каналом, расположенным диаметрально противоположно сильфонам, при этом каждый камертон наполовину заполнен жидкостью. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №658416, кл. G 01 L 11/00, 07.12.77.2.Авторское свидетельство СССР по заявке N 2788858/18-10, кл. G 01 L 9/00, 07.06.79 (прототип).