CS238419B1

CS238419B1 - Capacitive membrane barometer

Info

Publication number: CS238419B1
Application number: CS834513A
Authority: CS
Inventors: Stefan Jurik
Original assignee: Stefan Jurik
Priority date: 1983-06-20
Filing date: 1983-06-20
Publication date: 1985-11-13
Also published as: CS451383A1

Abstract

Kapacitný membránový barometer je určený pre meteorologické merania. Podstata barometra spočívá v tom, že na polymérovej membráně, upevnenej v telese, z oboch stráň protisměrně stlačenej pružinami, ktoré sa opierajú o nastavitelné pružinové sedlá je upevněný vodivý krúžok, ktorý je vodivo spojený špirálou s kolíkom, vsadeným v izolačnom puzdre a v izolačnom krúžku. Nastavitelná kondenzátorová doska, zaskrutkovaná v závitovom puzdre je vodivo spojená s dalším kolíkom. Přitom je jedno sedlo umiestnené v telese a druhé zasunuté v prítlačnom puzdre zalixovanom llxačným krúžkom. Kapacitný membránový barometer možno využil na přesné meranie zmien barometrického tlaku na staniciach hydrometeorologické) služby.The capacitive membrane barometer is designed for meteorological measurements. The essence of the barometer is that a conductive ring is mounted on a polymer membrane, mounted in the body, compressed in opposite directions on both sides by springs that rest on adjustable spring seats, and is conductively connected by a spiral to a pin inserted in an insulating sleeve and in an insulating ring. An adjustable capacitor plate screwed into a threaded sleeve is conductively connected to another pin. In this case, one seat is placed in the body and the other is inserted into a pressure sleeve fixed with a locking ring. The capacitive membrane barometer can be used for precise measurement of changes in barometric pressure at hydrometeorological service stations.

Description

Vynález sa týká kapacitného membránového barometra pre meteorologické účely.The invention relates to a capacitive membrane barometer for meteorological purposes.

Doteraz sa meria barometrický tlak barometrami, založenými na principe spojitých nádob naplněných ortuťou, alebo barometrami s kovovými membránami, připadne barometrami, v ktorých sa využívajú piezoelektrické vlastnosti polovodičov, najma kysličníka křemičitého. Nevýhodou týchto barometrov však je, že sú z hladiska najnovších požiadaviek na presnosť merania málo přesné a neumožňujú spolehlivý dialkový přenos informácií pomocou elektrických signálov o okamžitých tlakomerných údajoch. Přitom ortuťové barometre nevyhovujú ani z hladiska zdraviu škodlivých vlastností ortuti.Up to now, barometric pressure is measured by barometers based on the principle of continuous vessels filled with mercury or barometers with metal membranes, possibly by barometers using piezoelectric properties of semiconductors, especially silicon dioxide. The disadvantage of these barometers, however, is that they are less accurate with respect to the most recent measurement accuracy requirements and do not allow reliable remote transmission of information using electrical signals of instantaneous pressure data. At the same time, mercury barometers do not meet the requirements of mercury's health.

Uvedené nedostatky odstraňuje kapacitný membránový barometer, v ktorom je v telese upevněná polymérová membrána protisměrně stlačená pružinami umiestnenými v pružinových sedlách podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že na polymérovej membráně je upevněný vodivý krúžok, ktorý je vodivo spojený špirálou s kolíkom, vsadeným v izolačnom puzdre a v izolačnom krúžku, a nastavitelná kondenzátorová doska, zaskrutkovaná v závitovom puzdre je vodivo spojená s. dalším kolíkom, přitom jedno; sedlo je umiestnené v telese a druhé sedlo je zasunuté v prítlačnom puzdre zafixovanom fixačným krúžkom.The above-mentioned drawbacks are eliminated by a capacitive membrane barometer in which a polymeric membrane oppositely compressed by springs located in spring seats according to the invention is mounted in the body, the conductive ring being fixed on the polymer membrane, which is conductively connected by a spiral with a pin inserted in an insulating sleeve and an insulating ring, and an adjustable condenser plate screwed into the threaded sleeve is conductively connected to the other pin, one of which; the seat is placed in the body and the second seat is inserted in the pressure sleeve fixed by the fixing ring.

Vynález kapacitného membránového barometra umožňuje rýchlo a presne merať barometrický tlak a pri meraní eliminuje teplotně chyby a chyby z nelinearity.The invention of the capacitive membrane barometer allows barometric pressure to be measured quickly and accurately, eliminating temperature and non-linearity errors when measured.

Kapacitný membránový barometer je v řeze nakreslený na pripojenom výkrese.The capacitive membrane barometer is in cross-section drawn on the attached drawing.

Na polymérovej membráně 2 upevnenej v telese 1 z oboch stráň protisměrně stlačenej pružinami 4, 5, ktoré sa opierajú o nastavitelné pružinové sedlá 6, 7 je nalepený vodivý krúžok 3. Přitom sedlo 6 je umiestnené v telese 1 a sedlo 7 je vsuvně uložené v prítlačnom puzdre zafixovanom fixačným krúžkom 9. V sedle 7 utesnenom tesniacim krúžkom 23 je zaskrutkovaná pomocná kalibračná skrutka 26. Přítlačný krúžok 10 je zaskrutkovaný v telese 1 a pritláča polymérovú membránu 2 na sedlo 6 v tele- se 1 cez přítlačné púzdro 8 a krúžok 11. Nastavitelná kondenzátorová doska 12, zaskrutkovaná v závitovom puzdre 13 je osadená medzi krúžkami 8, 11. Kolík 14, vsadený v izolačnom puzdre 15 a v izolačnom krúžku 16 je vodivo spojený pomocou spirálky 17 s vodivým krúžkom 3, nalepeným na polymérovej membráně 2 a kolík 18, ktorý prechádza cez izolačně púzdro 15 a izolačný krúžok 16 je vodivo spojený s puzdrom 13. Cez teleso 1 a přítlačné púzdro 8 radiálně prechádza rúrka 19. Gumeiiý vákuový krúžok 20 je priskrutkovaný závitovým krúžkom 21 v telese 1. Teleso 1 je z oboch stráň utěsněné tesniacimi krúžkami 22, 23 a uzavreté krycími puzdrami 24, 25. Barometer sa kalibruje pomocou kalibračnej skrutky 26. Pri meraní je lává membránová komora prostredníctvom rúrky 19 spojená s atmosférou a v právej membránovej komoře, t. j. v priestore medzi polymérovou membránou 2 a pružinovým sedlom 6 a telesom 1 je vákuum cca 10'5 mm Hg. Vákuum v právej membránovej komorke sa dosiahne vyčerpáním vzduchu cez gumený vákuový krúžok 20. Protisměrně posobiaca dvojica rovnakých měrných pružin 4, 5 sa pri kalibrácii prístroja pomocou špeciálneho kalibračného prístroja nastaví tak, aby priehyb polymérovej membrány 2 pri tlaku cca 850 mbar bol nulový. Pri zmene barometrického' tlaku o + 200 mbar s presnosťou + 0,1 mbar sa střed polymérovej membrány 2 vychýlí o cca + 0,3 mm, čo je predpísaná požiadavka na presnosť kapacitného snímača. Pri změnách barometrického tlaku sa pružiny 4, 5, ktoré pri tlaku cca 850 mbar sú v predpatom stave, sa striedavo stláčajú a roztahujú, v důsledku čoho vzniká změna vzdialenosti medzi vodivým krúžkom 3 a nastavitelnou kondenzátorovou doskou 12. Změny kapacity sa transformujú na změny frekvencie a indikujú v číslicovej formě podía normalizovaného kódu, vhodného na dalšie spracovanie v automatizovaných výpočtových centrách.A conductive ring 3 is glued on the polymer membrane 2 fixed in the body 1 from both sides of the spring 4, 5, which are supported by the adjustable spring seats 6, 7, while the seat 6 is located in the body 1 and the seat 7 is inserted in the pressure The auxiliary calibration screw 26 is screwed into the seat 7 sealed by the sealing ring 23. The pressure ring 10 is screwed into the body 1 and presses the polymer membrane 2 onto the seat 6 in the body 1 via the pressure sleeve 8 and the ring 11. Adjustable the condenser plate 12 screwed into the threaded sleeve 13 is mounted between the rings 8, 11. The pin 14 inserted in the insulating sleeve 15 and in the insulating ring 16 is conductively connected by a coil 17 with a conductive ring 3 glued to the polymer membrane 2 and a pin 18, which passes through the insulating sleeve 15 and the insulating ring 16 is conductively connected to the sleeve 13. 1 and the pressure sleeve 8 radially extends the tube 19. The rubber ring 20 is screwed by the threaded ring 21 in the body 1. The body 1 is sealed from both sides by sealing rings 22, 23 and closed by the cover sleeves 24, 25. The barometer is calibrated by means of a calibration screw 26. In the measurement, the diaphragm chamber is fed by means of a tube 19 connected to the atmosphere and in the right membrane chamber, ie in the space between the polymer membrane 2 and the spring seat 6 and the body 1 is a vacuum of about 10 -5 mm Hg. The vacuum in the right membrane chamber is achieved by exhausting the air through the rubber vacuum ring 20. The counter-moving pair of the same measuring springs 4, 5 is adjusted to calibrate the apparatus with a special calibration apparatus so that the deflection of the polymer membrane 2 at a pressure of about 850 mbar is zero. When the barometric pressure changes by + 200 mbar with an accuracy of + 0.1 mbar, the center of the polymer membrane 2 is deflected by approx. + 0.3 mm, which is a requirement for the accuracy of the capacitive sensor. When the barometric pressure changes, the springs 4, 5, which at a pressure of about 850 mbar are in the pretension state, alternately compress and expand, resulting in a change in distance between the conducting ring 3 and the adjustable condenser plate 12. The capacity changes are transformed into frequency changes and indicate in digital form according to a standardized code suitable for further processing in automated computing centers.

Kapacitný membránový barometer možno uplatnit na přesné meranie zmien barometrického tlaku na staniciach hydrometeorologickej služby.The capacitive membrane barometer can be used to accurately measure barometric pressure changes at hydrometeorological service stations.

Claims

PREDMETVYNÁLEZU

The capacitive diaphragm barometer, in which (15) and in the insulating ring (16) and the adjuster, a polymeric diaphragm capacitor plate (12) is fastened in the body by means of counter-compression springs mounted in the threaded bushing (13) is conductively disposed in the spring seats. marked with a pin (18), the seat (6j being taught by having a conducting ring (3) mounted on the polymer membrane located in the body (1) and the seat (7) being inserted (2). in the groove fixed in the pressure sleeve (8), it is conductively connected by a spiral (17) to the collar-fixing ring (9).

com (14) embedded in the insulating sleeve