PL163425B1 - Czujnik pneumatyczny, zwłaszcza do pomiaru długości - Google Patents

Abstract

Czujnik pneumatyczny, iwOs^iado jomóiui długości, składający się z komory ciśnieniowej, dyszy wejściowej i pomiarowej, oraz elementu piezoczułego, połączonego elektrycznie ze wzmacniaczem ładunków i wskaźnikiem, znamienny tym, że element piezoczuły (1), w postaci dysku, ze współosiowym otworem(7), stanowiącym dyszę pośrednią, osadzony jest, poprzez pierścień izolacyjny (8), w cylindrycznym korpusie (5), korzystnie w połowie odległości między dyszą wejściową (6), a dyszą pomiarową (4), przy czym obie powierzchnie boczne elementu piezoczułego (1) połączone są ze wzmacniaczem ładunków i wskaźnikiem

Description

Przedmiotem wynalazku jest czujnik pneumatyczny, zwłaszcza do pomiaru długości.

Znane są czujniki pneumatyczne do pomiaru długości, składające się z komory ciśnieniowej z dyszą, oraz z mieszkiem ciśnieniowym z membraną. Zmiany ciśnienia wywołane tłumieniem strumienia mediów powodują zmianę położenia membrany, która jest przekształcana mechanicznie lub elektrycznie na wielkości liczbowe.

Wadą tych urządzeń jest ich duża bezwładność i mała czułość, określona doskonałością urządzeń pomiarowych. Nie można dokonywać pomiarów szybkozmiennych i o małej amlitudzie zmian.

Znane są również czujniki pneumatyczne do pomiaru długości, w których komorze ciśnieniowej mającej dyszę osadzony jest element piezoczuły połączony elektrycznie ze wmaaniaczem ładunków i wskaźnikiem. Element piezoczuły ma postać płytki lub układu kilku płytek wykonanych z materiału o własnościach piezoelektrycznych. Płytka zamocowana jest na jednej ze ścian komory ciśnieniowej.

Wadą tych czujników jest, w przypadku cylindrycznej komory ciśnieniowej, takie zamocowanie płytki, aby jedna z jej powierzchni była odizolowana od strumienia gazów, zaś w przypadku komory ciśnieniowej o poprzecznym przekroju prostokątnymi, w której płytka zamocowana jest na jednej ze ścian, takie zawirowania gazdw wewnątrz komory, powiększające błąd pomiarów.

Wad tych nie posiada urządzenie, które jest przedmiotem wynalazku.

Istota wynalazku, którym jest czujnik pneumatyczny, zwłaszcza do pomiaru długości, składający się z komory ciśnieniowej, dyszy wejściowej i pomiarowej oraz elementu piezoczułego, połączonego elektrycznie ze wzmacniaczem ładunków i wskańikiem, polega na tym, że element piezoczuły w postaci dysku, ze współosiowym otworem, stanowiącym dyszę pośrednią, osadzony jest, poprzez pierścień izolacyjny, w cylindrycznym korpusie, korzystnie w połowie odległości między dyszą wejściową, a dyszą pomiarową. Obie powierzchnie boczne elementu piezoczułego połączone są ze wzmacniaczem ładunków i wskaźnikiem.

Dzięki zastosowaniu czujnika uzyskuje się możliwość dynamicznych pomiarów zmian odległości pomiędzy wylotem dyszy a badanym przedmiotem. Badany przedmiot podczas pomiarów może wirować. Uzyskuje się możliwość pomiaru odległości zmiennych w czasie. Zakres pomiarowy wynosi do 0,4 mm z czułością 0,1 kPa/pm.

Przedmiot wynalazku w przykładowym wykonaniu uwidoczniono na rysunku, który przedstawia przekrój czujnika.

Czujnik składa się z cylindrycznego korpusu 5 z dyszą wejściową 6 i dyszą pomiarową 4, wewnątrz którego, w połowie odległości między dyszą wejściową 6, a dyszą pomiarową 4, zamocowany jest na pierścieniu izolacyjnym 8, element piezoczuły 1 w postaci dysku, z dyszą pośrednią 7. Element piezoczuły 1 dzieli wnętrze korpusu 5 na komorę ciśnieniową wlotową 2 i komorę ciśnieniową wylotową 3. Obie powierzchnie boczne elementu piezoczułego 1 połączone są przewodami 9 ze wzmacniaczem ładunków i wskaźnikiem, nie pokazanym na rysunku.

163 425

Czujnik mocuje się korpusem 5 do stałego elementu układu pomiarowego, w odległości wylotu dyszy pomiarowej 4 od badanego przedmiotu, ustalonej Jako baza pomiarowa. Do wnętrza korpusu 5, dyszą wejściową 6, podaje się medium o stałej, znanej wartości ciśnienia. Strumień medium wypływa przez szczeliną między wylotem dyszy pomiarowej 4, a badanym przedmiotem, ustalając ciśnienie w komorze ciśnieniowej wlotowej 2 i komorze ciśnieniowej wylotowej 3. Ciśnienie w obu komorach powoduje powstawanie na powierzchniach bocznych elementu piezoczułego 1 ładunków elektrycznych, które przewodami 9 odprowadzane są do wzmacniacza ładunków i wskaźnika, którego wskazania przyjmuje się jako wartość zerową pomiaru. Każda zmiana odległości mierzonego przedmiotu od wylotu dyszy pomiarowej 4, powoduje zmianę gęstości strumienia medium, co powoduje zmianą ciśnienia w komorze ciśnieniowej wylotowej 3 oraz, dzięki przepływowi medium przez otwór 7, będący dyszą pośrednią, powoduje zmianę ciśnienia w komorze ciśnieniowej wlotowej 2. Zmiany ciśnienia w komorze 2 i 3 powodują zmianę ilości ładunków na powierzchniach bocznych elementu piezoczułego 1. Zmiany te są przekształcane następnie we wskaźniku na wartości liczbowe, będące obrazem zmian odległości pomiędzy wylotem dyszy 3, a mierzonym przedmiotem.

163 »25

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Czujnik pneumatyczny, zwłaszcza do pomiaru długości, składający się z komory ciśnieniowej, dyszy wejściowej i pomiarowej, oraz elementu piezoczułego, połączonego elektrycznie ze wzmacniaczem ładunków i wskaźnikiem, znamienny tym, Ze element piezoczuły /1/, w postaci dysku, ze współosiowym otworem /7/, stanowiącym dyszę pośrednią, osadzony jest, poprzez pierścień izolacyjny /8/, w cylindrycznym korpusie /5/, korzystnie w połowie odległości między dyszą wejściową /6/, a dyszą pomiarową /4/, przy czym obie powierzchnie boczne elementu piezoczułego /1/ połączone są ze wzmacniaczem ładunków i wskaźnikiem.