CS212360B1 - Snímač tlaku nebo tlakové diference s polovodičovým tenzometrickým čidlem a způsob jeho upevnění a utěsnění - Google Patents

Abstract

Vynález se týká oboru měřeni a řeší upevněni snímače tlaku a jeho utěsnění. Po obvodu otvoru pouzdra ee vytvoří nákružek, jehož tlouělka se rovná tloušíce stěny pouzdra. Na čele pouzdra je upevněn tenzometrický měrný systém. Ve vnitřku pouzdra, kterým procházejí vývody měrného systému, je natavena skelná výplň. Na mleto styku mezi vnějším povrchem pouzdra a vnitřním povrchem tělesa působí tepelnou energií o vysoké hustotě výkonu, například mlkroplasmatem, elektronovým paprskem nebo laserem, čímž ee oba kovy nataví a vytvoří svár, který vakuově utěsní čidlo v tělese. Vynálezu ee může využít v průmyslu, v energetice a v lékařství. Vynález je definován ve dvou bodech, z nichž první nejlépe vystihuje podstatu.

Description

Vynález se týká snímače tlaku nebo tlaková diference s polovodičovým tenzometrickým čidlem a způsobu jeho upevnění a utěsnění.

Známé snímače tlaku a tlakových diferencí s polovodičovými tenzometrickými čidly a známé způsoby jejich upevňování a utěsňování v tělese snímače využívají různé mechanické prvky jako: opěrný kroužek, upevňovací závitové ěroubení apod. Mechanické upevnění čidla tlaku odolává silám vzniklým působením měřeného tlaku na měrný systém á povrch pouzdra. Současně zajišluje těsnost spojení mezi pouzdrem a tělesem snímače pryžovým 0 kroužkem nebo lepeným spojem, aby nemohlo dojít k úniku měřeného média. Tento způsob upevnění a utěsnění čidel tlaku je nevýhodný pro svoji náročnost při výró.bě mechanických dílů, rozměrnost a značné výrobní náklady. Při použití 0 kroužku je nutné dodržet vysoce kvalitní opracování povrchu obou součástí zejména při aplikacích pro vyšší tlaky. Rovněž je omezena použitelnost při vyšších teplotách nízkou tepelnou odolností těsnicího 0 kroužku.

S ohledem na komplikovanou konstrukci čidla tlaku, různorodostí použitých materiálů a relativně nízkou tepelnou odolnost polovodičového měrného systému nelze pro upevněni a utěsnění do tělesa použít některou z běžných svářecích metod.

Proto se hledají řečení, která by umožnila vytvoření takového snímače tlaku a takové upevnění a utěsnění čidel tlaku s integrovaným měrným systémem v tělese snímače bez materiálově a výrobně náročných mechanických elementů a tepelně málo odolného 0 kroužku, při zachování vlastností skleněné výplně pouzdra bez poškození.

Tyto nedostatky odstraňuje snímač tlaku nebo tlakové diference s polovodičovým tenzometrickým čidlem podle vynálezu.

Měrný systém je upevněn na čele pouzdra vloženého v otvoru tělesa, kde ve vnitřní části pouzdra je nastavena skelná výplň, kterou prochází vývody měrného systému. Podstata vynálezu spočívá v tom, že válcová část pouzdra je na protilehlé straně měrného systému prodloužena proti skelné výplni o délku rovnou minimálně tlouělce stěny pouzdra. Na tělese je vytvořen nákružek, jehož tloušlka odpovídá tloušlee stěny pouzdra. Mezi nákružkem a vněj ším válcovým povrchem pouzdra je proveden svár.

Účinek vynálezu se zvýší způsobem upevnění a utěsnění snímače tlaku, když se na místo styku mezi tělesem snímače tlaku a pouzdra čidla působí tepelnou energií o vysoké hustotě výkonu například mikroplasmatem, elektronovým paprskem nebo laserem, čímž se oba materiály místně nataví a vytvoří vakuově těsný spoj, který upevňuje a utěsňuje čidlo v. tělese snímače.

Výhodou snímače tlaku podle vynálezu je, že umožňuje použití pro větší rozsah provozních teplot, protože se odstraní dosud používaný pryžový těsnicí kroužek, který vyšší teploty nesnáší. Odstranění šroubového spoje přes gumový těsnicí kroužek a vytvořením sváru se zvýši tuhost celé soustavy a snímač se může používat pro vyšší rozsah měřených tlakových kmitočtů. Zvýšení tuhosti výrazně omezuje přenos chybových deformací z vnějšího pláště snímače na měřicí polovodičové čidlo. Snížení počtu součástí a zjednodušení technologie v důsledku odstranění šroubového spoje má za následek úsporu pracnosti a materiálu. Uspořádáni umožňuje miniaturizaci celého snímače a podstatně zvyšuje spolehlivost. Umožňuje využití snímačů v oblastech, kde se dosud s ohledem na vysoké teploty a vibrace nemohly používat.

Je to v energetice, v potravinářství, chemickém průmyslu. Uspořádání snímače, umožňuje provedení nového způsobu upevnění a utěsnění čidla v tělese snímače, Působení tepelné energie o vysoké hustotě výkonu, v místě styku mezi tělesem snímače a pouzdrem čidla vytvoří tavnou lázeň v malém prostoru. To má za následek, že tepelná energie sváru působí v omezeném prostoru, to je v části pouzdra nad skelnou výplní a v nákružku tělesa. Proto se tepelně nenaruší ani skelný zátav ani měřicí systém. Je snadná kontrola vakuové těsnosti sváru i snadná opravitelnost případné netěsnosti. Umožňuje automatické provádění sváru s vyloučením nespolehlivého lidského činitele.

Příklad provedení snímače tlaku nebo tlaková diference podle vynálezu je znázorněn v néryaném řezu na výkresu·

Snímač tlaku nebo tlaková diference s polovodičovým tenzometrickým čidlem je vytvořen z tělesa £ snímače, z pouzdra £, z měrného systému £, jeho vývodů £ a ze skelné výplně Těleso £ snímače je kovové. Uvnitř tělesa 1 snímače- je osazený otvor pro pouzdro £ s měrným systémem £. Prostor, ve kterém je měrný systém £, je spojen kanálkem £ s prostorem, ve kterém je měřené médium. V otvoru tělesa 1 snímače je vloženo hrníčkovité pouzdro £ z kovového materiálu. Na vnějším čele hrnlčkovltého pouzdra £ je upevněn měrný systém £ vytvořený z polovodičových tenzometrů. Elektrické propojení tenzometrického měrného systému £ z měřeného prostoru zajištují vývody £. Vývody £ jsou dráty z elektricky vodivého materiálu. Vývody £ procházej! skelnou výplní £, kterou je zataven vnitřní prostor hrnlčkovltého pouzdra £. Válcové čést pouzdra £ převyšuje skelnou výplň £ o délku, které je minimálně rovné tlouětce stěny pouzdra £.

Na tělese £ snímače je po. obvodu otvoru, ve kterém je pouzdro £ vloženo, vytvořen nékružek g. Šířka nákružku 8je rovna šířce stěny pouzdra £. Selo nákružku 8 leží v jedné rovině s čelem válcové části pouzdra £. Mezi nákružkem 8 a vnější válcovou části pouzdra £ je vytvořen svár 6. Svár 6 se vytvoří působením tepelné energie o vysoké hustotě výkonu například mikroplasmatem, elektronovým paprskem nebo laserem. Svár 6 zajistí vakuové utěsnění a tuhé upevnění pouzdra £ v tělese £ snímače. Řízením tepelné energie o vysoké hustotě výkonu se natavuje materiál nákružku 8 i pouzdra £ v omezené oblasti. Tepelná energie nenarušuje skelnou výplň £ ani citlivý měrný systém £.

Vynálezu se využije u snímačů tlaku a tlakových diferencí s polovodičovým tenzometrickým čidlem v energetice, v potravinářském, chemickém a strojírenském průmyslu a v lékařství.

Claims (2)

1. Snímač tlaku nebo tlakové diference β polovodičovým tenzometrickým čidlem, jehož měrný systém je upevněn na Čele pouzdra vloženého v otvoru tělesa, kde vnitřní část pouzdra je opatřena skelnou výplní, kterou prochází vývody měrného systému, vyznačující se tím, že válcová část pouzdra (4) je na protilehlé straně měrného systému (3) prodloužena proti skelné výplni (5) o délku rovnou minimálně tlouětce stěny pouzdra (4), a na tělese (1) je vytvořen nékružek (8), jehož tlouštka odpovídá tlouětce stěny pouzdra (4), přičemž mezi nákružkem (8) a vnějším válcovým povrchem pouzdra (4) je svár (6).

2. Způsob upevnění a utěsnění snímače tlaku podle bodu 1, vyznačující se tlm, že na místo styku mezi tělesem snímače tlaku a pouzdrem čidla se působí tepelnou energií o vysoké hustotě výkonu například mikroplasmatem., elektronovým paprskem nebo laserem, čímž se oba materiály místně natavl a vytvoří vakuově těsný spoj, který upevňuje a utěsňuje čidlo v tělese snímače.