FI71616C - Tryckgivare. - Google Patents

Description

71 61 6

Paineanturi

Esillä olevan keksinnön kohteena on paineanturi, joka on ensisijaisesti tarkoitettu dynaamiseen paineen ilmaisuun kuten sylinteripaineen ilmaisuun dieselmoottoreissa .

Tämän kaltainen paineenmittaus, erityisesti paineen tai sen muutosten mittaus vaikeissa olosuhteissa esimerkiksi 450°C asti ulottuvissa lämpötiloissa, asettaa suuria vaatimuksia mittauslaitteistolle. Eräs vaikea so-vellutustapaus on esimerkiksi sylinteripaineen jatkuva mittaus dieselmoottoreissa.

Ongelman aikaisempien ratkaisujen epäkohtana on, että joko itse mittauselin on täytynyt eristää lämpövuosta, mikä on johtanut melko suureen ja kalliiseen laitteeseen, tai anturille on ollut pakko järjestää ilma- tai vesijäähdytys, mikä luonnollisesti merkitsee laitteiston monimutkaistumista.

Keksinnön tarkoituksena on ratkaista edellä esitetty ja siihen liittyvät ongelmat ja sille on tunnusomaista, että se käsittää paineentuntevan levyn, jonka toinen sivu on paineväliainetta kohti ja joka on pääasiallisesti asennettu kohtisuoraan paineväliaineesta tulevan lämpö-vuon pääsuuntaa vastaan, ja jonka kehäosa on kiinnitetty pysyvästi istukkaan tai tehty sen kanssa samana kappaleena, ja levyn toiseen sivuun ja istukkaan kiinteästi yhdistetyn voimanvälityselimen, joka on asennettu anturiin symmetrisesti lämpövuon suuntaan ja on pääasiassa muotoiltu isoksi M-kirjaimeksi, jonka ulkohaarat on yhdistetty istukkaan ja keskipiste levyn keskipisteeseen ja voimanvälityselimen toiseen päähän kiinnitetyn voimantuntevan elimen, joka on järjestetty olennaisesti kohtisuoraan anturin lämpövuon pääsuuntaan nähden, jolloin voimanvälitys- 2 71616 elin on sovitettu muuttamaan levyyn vaikuttavan puristusvoiman voimantuntevaan elimeen vaikuttavaksi voimaksi, joka on olennaisesti kohtisuora lämpövuon pääsuuntaan nähden.

Sen ansiosta että varsinainen mittauselementti on sijoitettu kohtisuoraan lämpövuohon nähden, lämpötilagradien-tin vaikutus mittaustulokseen tulee mitättömän pieneksi ja sillä vältetään anturin lämpöeristämiseen liittyvä ongelma.

Keksinnön yksityiskohtaisia esimerkkejä on oheisissa kuvioissa, joista kuvio 1 esittää anturia osittain leikattuna pituussuunnassa , kuvio 2 tämän anturin yksityiskohtaa, kuviot 3a ja 3b voimantuntevaa elintä, ja kuvio 3c mittauskävrää.

Kuviossa 1 on esitetty dieselmoottorien sylinteripai-neen jatkuvaan mittaukseen tarkoitettu paineanturi.

Siinä on sylinteritilaan yhteydessä oleva kanava 1. Kanava päättyy paineanturin puolella kanavan sulkevaan levyyn 4, joka voi olla esimerkiksi pyöreä keskusta-pilla 5 varustettu levy, joka on muodostettu yhtenä kappaleena istukan 2 kanssa. Dieselmoottorin sylinteri-tilan paine siirtyy kanavan 1 kautta paineentuntcvaan levyyn 4 ja voimanvälityselimen 8 välityksellä voiman-mittauselimeen 9. Voimanvälityselin on toteutettu siten, että puristusvoima muuttuu vedoksi. Voimanvälityselin voidaan toteuttaa edullisesti muotoilemalla se isoksi M-kirjaimeksi, jonka vinojen osien yläosat on muotoiltu ympyrän sektoreiksi ja vinojen osien alaosat ovat samalla korkeudella haarojen alaosien kanssa. Voimanvälityselin vaikut.taa vo.imanmitt ausel imoon 9, joka voi olla esimerkiksi ruotsalaisessa pal entt i. ju 1 - 3 71 61 6 kaisussa 151 267 esitetyn tyyppinen magnetoelastinen anturi. Voimanmittauselimenä 9 voidaan käyttää myös muita alalla tunnettuja vastaavia elimiä, esimerkiksi langan venymiseen perustuvaa anturia. Näiden mittaus-elinten on tällöin oltava siten toteutettuja, että ne kestävät korkeita lämpötiloja esimerkiksi 450°C lämpötilaan asti, joka saattaa esiintyä dieselmoottoreissa. Voimanvälityseiimen 8 ulommat osat 11 on kiinnitetty istukkaan 2 ja keskiosa levyn 4 keskelle siinä olevaan tappiin 5. Molemmissa mainituissa liitoksissa on sopivinta käyttää hitsausta tai kovajuotosta.

Paineanturi käsittää kuuman osan, joka muodostuu istukasta, jossa on paineliitäntä, paineentunteva levy ja voimanvälityselin, sekä voimanmittauselimestä 9, ja lisäksi kylmän osan 13, joka on yhdistetty kuumaan osaan lämpöäeristävän kappaleen 14 välityksellä.

Kylmä osa sisältää passiivisia elektroniikkakomponentteja ja kaapeliliitännät ja se on sopivimmin varustettu jäähdytysrivoilla. Lämpöeristävä kappale 14 on yhdistetty kiinteästi istukkaan 2 suojakotelon 15 välityksellä .

Kuviossa 2 on esitetty paineentuntevan levyn 4 eräs erityinen toteutusmuoto. Levyn 4 osa, joka on onteloon 7 päin, johon kanava 1 avautuu, ja tätä onteloa ympäröivät seinämät on päällystetty lämmönkestävällä läm-pöäeristävällä esim. keraamisella materiaalilla 16. Keraamisen materiaalin käytön syynä on, että se poistaa tai vähentää voimanmittausosan 9 kohdalla vaikuttavan lämpötilan pulssimaista vaihtelua, joka muuten syntyisi seurauksena ontelon 7 voimakkaista lämpötilanvaihteluista, jotka aiheutuvat kanavan nopeista adia-baattisista pnineenvaihtcluista.

4 71616

Kuviossa 3 on esitetty eräs sopiva voimantuntevan elimen toteutusmuoto. Viitemerkkeinä on käytetty samoja numeroita kuin edellisissä kuvioissa. Kuvio 3a esittää anturielementtiä edestä ja 3b sivulta. Anturi 9 on tunnetulla tavalla varustettu rei'illä 17, joista kahta kulmittain olevaa käytetään magnetointikäämiä varten ja kahta jäljellä olevaa mittauskäämiä varten. Koska paineen välittävä yksikkö 8 muuttaa puristusvoiman vedoksi, mikä antaa huonon lähtösignaalin lineaarisuuden, anturi on varustettu kahdella raolla 18, jotka tunnetulla tavalla vaikuttavat toimintasuuntai-sen vetokuormituksen ja poikittaissuuntaisen puristus-kuormituksen suhteeseen mahdollisimman lineaarisen lähtösignaalin saamiseksi. Menetelmä on sama kuin ruotsalaisessa patentissa 7614600-0 selitetty. Kuviossa 3c on esitetty esimerkki mittauskäyristä, jolloin pyrkimyksenä on päästä mahdollisimman lähelle yhtenäisin viivoin piirrettyä käyrää.

Edellä esitettyä keksintöä voidaan muuttaa monin tavoin seuraavien patenttivaatimusten puitteissa.

Il

Claims (6)

1. 7161 6
2. 1. Paineanturi, joka on tarkoitettu ensisiiaisesti dynaamiseen paineen mittaukseen kuten paineen ilmaisuun dieselmoottoreissa, tunnettu siitä, että se käsittää paineentuntevan levyn (4), jonka toinen sivu on paineväliainetta kohti ja joka on pääasiallisesti asennettu kohtisuoraan paineväliaineesta tulevan lampövuon pääsuuntaa vastaan, ja jonka kehäosa on kiinnitetty pysyvästi istukkaan (2) tai tehty sen kanssa samana kappaleena, ja levyn toiseen sivuun ja istukkaan kiinteästi yhdistetyn voinanvä-lityselimen (8), joka on asennettu anturiin symmetrisesti lämpc-vuon suuntaan ja on pääasiassa muotoiltu isoksi M-kirjaimeksi, jonka ulkohaarat on yhdistetty istukkaan (2) ja keskipiste levyn keskipisteeseen ja voimanvä1ityselimen toiseen päähän kiinnitetyn voimantuntevan elimen (9), joka on järjestetty olennaisesti kohtisuoraan anturin lämpövuon pääsuuntaan nähden, jolloin voi-manvälityselin on sovitettu muuttamaan levyyn vaikuttavan puristusvoiman voimantuntevaan elimeen vaikuttavaksi voimaksi, joka on olennaisesti kohtisuora lämpövuon pääsuuntaan nähden.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paineanturi, tunnettu siitä, ett? voimanvelityselin (8) on sovitettu muuttamaan levyyn (4) vaikuttavan puristusvoiman voimantuntevaan elimeen vaikuttavaksi vetovoimaksi.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paineanturi, tunnettu siitä, että levyn (4) painevaliaineeseen päin oleva puoli on varustettu lämpöä eristävällä, esimerkiksi keraamista materiaalia olevalla päällysteellä (16).
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paineanturi, tunnettu siitä, että voimantunteva elin (9) on maqnetoelastinen anturi. 5« Patenttivaatimuksen 1 mukainen paineanturi, tunnet tu siitä, että voimantunteva elin (9) on elementti, jossa on korken-lämpöti1otyyppinen venymäliuska-anturi. * 71616
6. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paineanturi, tunnettu siitä, että se käsittää' kuuman osan, joka sisältää nn. voimantun-tevan elimen (9), ja kylmän osan (13), jossa on mm. asetteluvas-tukset ja kaapeli 1iitännät, jotka osat on yhdistetty toisiinsa lämpöä eristävän kappaleen (14) välityksellä. li 71 61 6