FI58694B

FI58694B - TRYCKMAETARE GRUNDANDE SIG PAO ANVAENDNING AV ANEROIDDOSA

Info

Publication number: FI58694B
Application number: FI771652A
Authority: FI
Inventors: Veijo Antikainen; Osmo Reittu
Original assignee: Vaisala Oy
Priority date: 1977-05-24
Filing date: 1977-05-24
Publication date: 1980-11-28
Also published as: FI58694C; FI771652A

Description

ΓβΙ /ii\ i^^ulutusjulkaisu cqaQä jjSSnS lBJ (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 3 0 0*4 „ (45) C ' 1 Fctentti ayJnnvtty 10 03 1031 ^ ^ (51) K».ik^/i«fcC?3add&Va£ 9/12 SUOM I — FI N LAN D (21) PKunttlhtkumu· — Ptt«nun*6knln« 771652 (22) Hak«mltpllvi — AiMBknlngidag 2k .05-77 (23) Alkupllvt—Giltlghetidag 2U.05-77 (41) Tullut Julklsaksl — Bllvlt offuntllg 25.11.78ΓβΙ / ii \ i ^^ extension publication cqaQä jjSSnS lBJ (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 3 0 0 * 4 „(45) C '1 Fctentti ayJnnvtty 10 03 1031 ^ ^ (51) K» .ik ^ / i «fcC? 3add & Va £ 9 / 12 ENGLISH I - FI N LAN D (21) PKunttlhtkumu · - Ptt «nun * 6knln« 771652 (22) Hak «mltpllvi - AiMBknlngidag 2k .05-77 (23) Alkupllvt — Giltlghetidag 2U.05-77 (41) Tullut Publication - Bllvlt offuntllg 25.11.78

Patentti· j. rekisterihallitut (44) NtttMkUpwo» j. kuuL|ulW«m pvm.-Patents · j. registered (44) NtttMkUpwo »j. month | ulW «m dd.-

Patent- och registerstyrelsen ' AiMktn irtlsgd och utUkrifMn publlcural 2o.ll.o0 (32)(33)(31) Pyydetty «uolkeu*—Begird prloritat (71) Vaisala Oy, Vantaa, Suomi-Finland(FI) (72) Veijo Antikainen, Vantaa, Osmo Reittu, Vantaa, Suomi-Finland(FI) (Jk) Forssen & Salomaa Oy (5M Painemittari, joka perustuu aneroidirasian käyttöön - Tryckmätare grundande sig p& användning av aneroiddosaPatent and registration authorities AiMktn irtlsgd och utUkrifMn publlcural 2o.ll.o0 (32) (33) (31) Requested «uolkeu * —Begird prloritat (71) Vaisala Oy, Vantaa, Finland-Finland (FI) (72) Veijo Antikainen , Vantaa, Osmo Reittu, Vantaa, Finland-Finland (FI) (Jk) Forssen & Salomaa Oy (5M Pressure gauge based on the use of an aneroid box - Tryckmätare grundande sig p & användning av aneroiddosa

Keksinnön kohteena on painemittari, joka perustuu aneroidi rasian käyttöön, etenkin radiosondeja varten, jossa mittarissa aneroidi rasian kalvojen keskinäinen siirtymä muutetaan kapasitiiviseksi, mitattavaan paineeseen verrannolliseksi suureeksi ja jossa painemittarissa on aneroidirasi an sisälle sovitettu erityinen kondensaattori levy.The invention relates to a pressure gauge based on the use of an aneroid box, in particular for radiosondes, in which the mutual displacement of the membranes of the aneroid box is converted to a capacitive quantity proportional to the measured pressure and in which the pressure gauge has a special capacitor plate fitted inside the aneroid box.

On ennestään tunnettua käyttää aneroidirasi aa painemittarina siten, että aneroid i rasian toinen kalvo on kiinnitetty mittalaitteen runkoon ja toinen kalvo liikkuvaan kondensaattori levyyn, jonka vastassa on kiinteä kondensaattori Ievy. Tällä tavoin voidaan aneroidrasian kalvojen siirtymät muuttaa kondensaattori -levyjen siirtymiksi ja tätä kautta kapasitiiviseksi signaaliksi, joka on mitattavan paineen mittana. Tällaisia painemlttareita käytetään etenkin radiosondeissa.It is already known to use an aneroid box aa as a pressure gauge such that one membrane of the aneroid box is attached to the body of the measuring device and the other membrane to a movable capacitor plate opposite a fixed capacitor plate. In this way, the displacements of the membranes of the aneroid box can be converted into displacements of the capacitor plates and thus into a capacitive signal, which is a measure of the pressure to be measured. Such pressure gauges are used especially in radiosondes.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan aikaisempia rakenteita yksinkertaisempi ja mekaanisesti stabiilimpi ja halvempi vastaava painemittarirakenne, jossa on entistä vähemmän osia.The object of the invention is to provide a corresponding pressure gauge structure with even fewer parts, which is simpler and mechanically more stable and cheaper than previous structures.

Lisäksi on tarkoituksena aikaansaada sellainen painemittari, jossa voidaan eliminoida ilman kosteuden ja paineen vaikutus mittakondensaattori n ilmavälin 2 58694 dielek+risyysvakioon. Ennestään tunnetuissa painemittareissa tämä vaikutus on aiheuttanut epälineaarisuutta ja mittausvirheitä. Lisäksi tarkoituksena on saada aikaan sellainen rakenne, josta rakenteesta itsestään johtuvat lämpötila-riippuvuudet on helpommin hallittavissa kuin ennestään tunnetuissa rakenteissa.In addition, it is intended to provide a pressure gauge in which the effect of air humidity and pressure on the dielectric constant of the air gap 2 58694 of the measuring capacitor can be eliminated. In previously known pressure gauges, this effect has caused nonlinearity and measurement errors. In addition, it is an object to provide a structure from which the temperature dependences due to the structure itself are easier to control than in previously known structures.

Edellä ilmenneiden päämäärien saavuttamiseksi keksinnölle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että paineeseen verrannolIinen kapasitanssi muodostuu aneroidi-rasian sisään sijoitetun mainitun kondensaattori Ievyn ja sitä vastassa olevan aneroidirasiän kalvon osan välille ja että viimemainittuun kalvoon nähden vastakkaisen kalvon läpi on sovitettu mainittuun kondensaattori levyyn eristetty läpivienti, joka kiinnittää kondensaattori Ievyn mainittuun kalvoon kohdassa, jossa kalvon siirtymän amplitudi on olennaisesti suurimmillaan.In order to achieve the above objects, the invention is essentially characterized in that a pressure-proportional capacitance is formed between said capacitor plate placed inside the aneroid box and a part of the membrane of the opposite aneroid box, and that the insulator To said membrane of the plate at a point where the amplitude of the membrane displacement is substantially at its maximum.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyyn keksinnön erääseen sovellutusesimerkkiin, johon keksintöä ei ole kuitenkaan mitenkään rajoitettu.The invention will now be described in detail with reference to an embodiment of the invention shown in the figures of the accompanying drawing, to which, however, the invention is in no way limited.

Kuvio I esittää päältäpäin nähtynä keksinnön mukaista painemittaria.Figure I shows a top view of a pressure gauge according to the invention.

Kuvio 2 esittää leikkausta ll-ll kuviossa I.Figure 2 shows a section II-II in Figure I.

Keksinnön mukainen kuvioissa esitetty paineanturi perustuu aneroidirasian 10 käyttöön. Tämä aneroidirasia 10 on sinänsä tavanomaista rakennetta ja se muodostuu kahdesta jousika Ivosta II Ja 12, jotka ovat reunaosistaan 13 liitetty painetiiviisti toisiinsa. Jousikalvojen II ja 12 jousivakiot määräävät aneroidi-rasian 10 käyttäytymisen painemittarina.The pressure sensor according to the invention shown in the figures is based on the use of an aneroid box 10. This aneroid box 10 is in itself of conventional construction and consists of two spring joints II and 12 which are pressure-tightly connected to each other at their edge parts 13. The spring constants of the spring diaphragms II and 12 determine the behavior of the aneroid box 10 as a pressure gauge.

Aneroidirasiän 10 sisään jää tyhjötila 20 ja tähän tilaan 20 on keksinnön mukaisesti järjestetty kondensaattori Ievy 17, joka on sopivimmin ympyrän muotoinen kiekko. Kondensaattori Ievy 17 on kiinnitetty keskeltä esim. tyssöhitsauk-sella 19 Iäpivienti nappiin 16. Mainitussa läpiviennissä on jousikalvon II keskelle tehtyyn aukkoon kiinnitetty holkki 14 ja sen sisällä eristeaineIieriö 15, jonka kautta Iäpivientitappi 16 kulkee.Inside the aneroid box 10 there is a vacuum space 20 and in this space 20 a capacitor plate 17 is arranged according to the invention, which is preferably a circular disk. The capacitor plate 17 is fixed in the middle, e.g. by butt welding 19. A bushing in the button 16. Said bushing has a sleeve 14 fixed in the opening made in the middle of the spring film II and inside it an insulating material cylinder 15 through which the bushing pin 16 passes.

Edellä selviävällä tavalla kondensaattoriIevy 17 on kiinteä läpi vienti tap in 16 välityksellä jousikalvoon II nähden. Toisessa jousikalvossa 12 on kondensaattori levyä 17 vastassa vastaavan kokoinen ja muotoinen tasomainen osa 18.As will be apparent from the above, the capacitor plate 17 is fixed through the pass pin 16 relative to the spring film II. In the second spring film 12, the capacitor opposite the plate 17 has a planar part 18 of a similar size and shape.

Kondensaattori levyjen 17 ja 18 välinen etäisyys d(p) on olennaisesti lineaa risesti riippuvainen aneroidirasiän 10 vaikuttavaan paineeseen p nähden siten.The distance d (p) between the capacitor plates 17 and 18 is substantially linearly dependent on the effective pressure p of the aneroid box 10 thus.

Claims

3 58694 that the higher the pressure p, the smaller the distance dip) - By selecting the condenser plate 17 and 18 the radius r appropriately and by placing the condenser plate 17 at a suitable distance from the counter plate 18, the sensitivity of the pressure gauge can be affected. The capacitance C to be measured is detected between the lead-through pin 16 and the aneroid box membrane 12 as shown in Fig. 2. Since the "hot" capacitor plate 17 is protected inside the aneroid box, the stability and mechanical strength of the structure are good. In addition, the "air gap" of the capacitor aneroid is formed inside the box in a vacuum, which means that the humidity and pressure of the air cannot affect the measurement results. The following are claims within which, within the scope of the inventive idea, the various details of the implementation of the invention may vary. Patent claims

A pressure gauge based on the use of an aneroid box (10), in particular for a radiosonde, in which the mutual displacement (d) of the membranes (11,12) of the aneroid box (10) is converted to a capacitive quantity proportional to the measured pressure (p) and the pressure gauge has an aneroid box (10), a special capacitor plate (17) arranged inside, characterized in that a pressure-proportional capacitance (C) is formed by said capacitor plate (17) and an opposite aneroid box (10) placed inside the aneroid box (10) (20). between a portion (18) of the membrane (12) and that an insulated lead-through (14, 15, 16) is fitted through a membrane (II) opposite the latter membrane (12) to a capacitor plate (17) which secures the capacitor plate (17) to said membrane (II) at a point where the amplitude of the membrane displacement is substantially greatest.

Pressure gauge according to claim 1, characterized in that the condenser plate (17) is substantially circular, that the membrane (12) of the aneroid box (10) opposite it has a correspondingly shaped planar central part (18) and that said bushing (14, 15, 16) is attached to the center of the second channel.