PL164119B1 - Czujnik pneumatyczny, zwłaszcza do pomiaru długości - Google Patents

Abstract

Czujnik pneumatyczny, zwłaszcza do pomiaru długości, stanowiący korpus z dyszą wejściową i usytuowaną w strefie pomiaru dyszą pomiarową, oraz z osadzonym wewnątrzkorpusu elementem piezoczułym, dzielącym wnętrze korpusu na komory ciśnieniowe, połączonym elektrycznie ze wzmacniaczem ładunków i wskaźnikiem, znamienny tym, że element piezoczuły wlotowy (1), wpostaci dysku, ze współosiową dyszą pośrednią wlotową (11) i element piezoczuły wylotowy (2), w postaci dysku, ze współosiową dyszą pośrednią wylotową (12), posadowione są poprzez elementy izolacyjne (5), w cylindrycznym korpusie (6), przy czym obie powierzchnie boczne każdego elementu piezoczułego (1,2) połączone są ze wzmacniaczem ładunków przewodami(10).

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 amplitudzie zmian.

Znane są również czujniki pneumatyczne do pomiaru długości, w których komorze ciśnieniowej mającej dyszę osadzony jest element piezoczuły połączony elektrycznie ze wzmacniaczem 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 prostokątnym, w której płytka zamocowana jest na jednej ze ścian, zawirowania gazów wewnątrz komory, powiększające błąd pomiarów.

Także znane są czujniki pneumatyczne do pomiaru długości, stanowiące korpus z dyszą wejściową i pomiarową dyszą wyjściową, wewnątrz którego osadzony jest element piezoczuły, połączony elektrycznie ze wzmacniaczem ładunków i wskaźnikiem. Element piezoczuły dzieli wnętrze korpusu na komory ciśnieniowe, wlotową i wylotową. Wadą tych czujników jest zbyt mała czułość, wynikająca z zawirowań powietrza wewnątrz komór ciśnieniowych.

Wad tych nie posiada urządzenie, które jest przedmiotem wynalazku.

Istotą wynalazku, którym jest czujnik pneumatyczny, zwłaszcza do pomiarów długości, składający się z komór ciśnieniowych, dyszy wejściowej i pomiarowej oraz elementów piezoczułych, połączonych elektrycznie ze wzmacniaczem ładunków i wskaźnikiem, polega na tym, że element piezoczuły wlotowy w postaci dysku, ze współosiową dyszą pośrednią wlotową i element piezoczuły wylotowy, w postaci dysku, ze współosiową dyszą pośrednią wylotową, posadowione są poprzez elementy izolacyjne w cylindrycznym korpusie. Obie powierzchnie boczne każdego elementu połączone są przewodami ze wzmacniaczem ładunków i wskaźnikiem, nie pokazanymi na rysunku.

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 pomiarów odległości zmiennych w czasie. Zakres pomiarowy wynosi do 0,4 mm z czułością 0,1 kPa/ μπι.

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

Czujnik składa się z cylindrycznego korpusu 6, z dyszą wlotową 3 i dyszą pomiarową 4. Wewnątrz korpusu 6 osadzono w równych odległościach na elementach izolacyjnych 5, element piezoczuły wlotowy 1 w postaci dysku, z dyszą pośrednią wlotową 11 i element piezoczuły wylotowy 2 w postaci dysku ze współosiową dyszą pośrednią wylotową 12. Posadowione w korpusie 6 elementy piezoczułe 1 i 2 dzielą wnętrze korpusu 6 na komorę ciśnieniową wlotową 7, komorę ciśnieniową pośrednią 8 i komorę ciśnieniową wylotową 9. Obie powierzchnie boczne każdego z elementów piezoczułych 1 i 2 połączone są przewodami 10 ze wzmacniaczem ładunków i wskaźnikiem, nie uwidocznionymi na rysunku.

Czujnik mocuje się korpusem 6 do stałego elementu układu pomiarowego, w odległości wylotu dyszy 4 od badanego przedmiotu, ustalonej jako baza pomiarowa. Do wnętrza korpusu 6, dyszą wejściową 3, podaje się medium o znanej, ustalonej wartości ciśnienia. Medium wydostaje się przez szczelinę pomiędzy wylotem dyszy pomiarowej 4 a badanym przedmiotem, ustalając ciśnienie w komorach ciśnieniowych: wlotowej 7, pośredniej 8 i wylotowej 9. Ciśnienie to powoduje powstanie ładunków na obu powierzchniach bocznych elementów piezoczułych 1 i 2, które przewodami 10 odprowadzane są do wzmacniacza ładunków i wskaźnika, gdzie są transformowane na wielkości liczbowe, które przyjmuje się jako wartość zerową pomiaru. Każda zmiana odległości między wylotem dyszy pomiarowej 4, a badanym przedmiotem, powoduje zmianę strumienia wypływającego medium, a tym samym powoduje zmianę ciśnienia w komorach ciśnieniowych 7, 8 i 9, dodatkowo zróżnicowanego poprzez przepływ powietrza przez dysze 11 i 12 elementów piezoczułych 1 i 2. Ta zmiana ciśnienia w komorach ciśnieniowych 7,8 i 9 powoduje zmianę ilości ładunków na powierzchniach bocznych elementów piezoczułych 1 i 2, które przetransformowane na wielkości liczbowe, dają obraz zmian odległości między wylotem dyszy pomiarowej 4, a badanym przedmiotem.

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

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Czujnik pneumatyczny, zwłaszcza do pomiaru długości, stanowiący korpus z dyszą wejściową i usytuowaną w strefie pomiaru dyszą pomiarową, oraz z osadzonym wewnątrz korpusu elementem piezoczułym, dzielącym wnętrze korpusu na komory ciśnieniowe, połączonym elektrycznie ze wzmacniaczem ładunków i wskaźnikiem, znamienny tym, że element piezoczuły wlotowy (1), w postaci dysku, ze współosiową dyszą pośrednią wlotową (11) i element piezoczuły wylotowy (2), w postaci dysku, ze współosiową dyszą pośrednią wylotową (12), posadowione są poprzez elementy izolacyjne (5), w cylindrycznym korpusie (6), przy czym obie powierzchnie boczne każdego elementu piezoczułego (1,2) połączone są ze wzmacniaczem ładunków przewodami (10).