PL224911B1 - Ciśnieniomierz laserowy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest ciśnieniomierz laserowy do pomiaru ciśnienia w instalacjach hydraulicznych lub pneumatycznych, zwłaszcza zawierających medium o dużej podatności na wybuch.

W praktyce żaden z aktualnie stosowanych czujników - przetworników ciśnienia na wielkość elektryczną nie zapewnia w pełni bezpieczeństwa w przypadku montażu w układzie wypełnionym płynem lub gazem o dużej podatności na wybuch inicjowany przepływem ładunku elektrycznego w tym układzie. Zagrożenie wybuchem istnieje ze względu na fakt, że czujniki typu parametrycznego, np. tensometryczne, są zasilane prądem, a w czujnikach typu generującego, np. piezoelektrycznych, są indukowane ładunki elektryczne. Znany jest z polskiego zgłoszenia P-394267 sposób pomiaru ciśnienia w układach hydraulicznych lub pneumatycznych wykorzystujący promień laserowy przechodzący do przestrzeni pomiarowej przez odkształcalne sprężyście okna dla wyznaczania ciśnienia wewnątrz badanego układu.

Istota rozwiązania charakteryzuje się tym, że posiada kątową ramę, na której zabudowany jest we wspólnej obudowie układ pomiarowy z hydrauliczną komorą pomiarową oraz optoelektroniczny zespół laserowo-rejestrujący. Układ pomiarowy posiada cylinderek wypełniony cieczą kontrolną przepuszczającą światło, zakończony z obydwu stron przepuszczającymi światło wziernikami, które są odkształcalne sprężyście. Na wejściu do cylinderka jest przepona, pod którą poprzez zawór napełniający doprowadzane jest medium z badanego układu. Optoelektroniczny zespół laserowo-rejestrujący złożony jest ze źródła światła laserowego, zwierciadła i czujnika światła oraz mikroprocesorowego układu zbierającego i przetwarzającego dane o zmianach natężenia wiązki światła laserowego rejestrowanego przez czujnik światła.

Korzystnie pomiędzy przeponą a zaworem napełniającym zabudowany jest zawór odpowietrzający przestrzeń pod przeponą.

Cylinderek może posiadać zestaw zaworów do napełniania cylinderka cieczą kontrolną.

Zaletą przedmiotowego rozwiązania jest to, że w ciśnieniomierzu zastosowano światło lasero we do bezstykowego pomiaru zmian ciśnienia w układach hydraulicznych lub pneumatycznych. Urządzenie pomiarowe może być stosowane przy dynamicznych zmianach ciśnienia, przy wysokich częstotliwościach tych zmian, jak również przy wolnozmiennych przebiegach ciśnienia. W części pomiarowej ciśnieniomierza tj. w cylinderku, nie przepływają ani też nie indukują się ładunki elektryczne i przez to urządzenie zapewnia większe bezpieczeństwo, przy pomiarach zmian ciśnienia w układach wypełnionych bądź transportujących płyny lub mieszanki wybuchowe. Ciśnieniomierz znajduje zastosowanie do pomiaru zmian ciśnienia w stacjonarnych i mobilnych instalacjach typu hydraulicznego lub pne umatycznego.

Ciśnieniomierz charakteryzuje się szerokim zakresem częstotliwości pracy, małą wrażliwością na wpływ zmian temperatury badanego medium oraz bezpiecznym doprowadzania medium z badanego układu pod membranę.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonanie zobrazowano na rysunku przedstawiającym schemat konstrukcyjny ciśnieniomierza.

Ciśnieniomierz posiada kątową ramę 6, na której zabudowany jest we wspólnej obudowie zespół pomiarowy z hydrauliczną komorą pomiarową oraz optoelektroniczny zestaw laserowo-rejestrujący.

Zespół pomiarowy posiada cylinderek 1, stanowiący hydrauliczną komorę pomiarową, który przyłącza się do badanego układu 15 poprzez zawór napełniający 14.

Na wejściu do cylinderka 1 jest przepona 12, pod którą doprowadzane jest medium z badanego układu 15, a właściwe wypełnienie przez medium przestrzeni pod przeponą 12 zapewnia zawór odpowietrzający 18.

Cylinderek 1 wypełniony jest cieczą kontrolną 13 przepuszczającą światło. Wstępne, całkowite napełnianie cylinderka 1 następuje poprzez zestaw zaworów 16, 17. Cylinderek 1 zakończony jest z obydwu stron kołnierzami 2.1, 2.2, do których przylegają przepuszczające światło wzierniki 3.1, 3.2, które są odkształcalne sprężyście pod wpływem ciśnienia cieczy kontrolnej 13. Wzierniki 3.1,3.2 wraz z pokrywami 4.1, 4.2 i śrubami 5.1, 5.2 tworzą połączenia kołnierzowe zapewniające szczelność pomiędzy cylinderkiem 1 a wziernikami 3.1.3.2.

Optoelektroniczny zestaw laserowo-rejestrujący złożony jest ze źródła światła laserowego 7, zwierciadła 9 i czujnika światła 10 oraz mikroprocesorowego układu 11 zbierający i przetwarzający dane.

PL 224 911 B1

Źródło światła laserowego 7 kieruje wiązkę światła 8 poprzez wziernik 3.1, ciecz kontrolną 13, wziernik 3.2 na zwierciadło 9 i dalej po odbiciu od zwierciadła 9 wiązka światła 8 pada na czujnik światła 10, skąd dalej przetworzony sygnał natężenia światła przekazywan y jest do mikroprocesorowego układu 11 zbierającego i przetwarzającego dane. Zmiana ciśnienia cieczy kontrolnej 13 w cylinderku 1, jest proporcjonalna do zmiany ciśnienia w badanym układzie 15, co powodowane jest zmianą warunków geometrycznych przechodzenia wiązki światła 8 na drodze: źródło światła 7, wziernik 3.1, ciecz kontrolna 13, wziernik 3.2, zwierciadło 9 i czujnik światła 10. Zmiany natężenia wiązki światła 8 rejestrowanego przez czujnik światła 10 są przetwarzane przez mikroprocesorowy układ 11 na wartość ciśnienia.

Claims (3)

1. Ciśnieniomierz laserowy z promieniem przechodzącym przez komorę pomiarową, znamienny tym, że posiada kątową ramę (6), na której zabudowany jest we wspólnej obudowie zespół pomiarowy z hydrauliczną komorą pomiarową oraz optoelektroniczny zastaw laserowo-rejestrujący, przy czym zespół pomiarowy posiada cylinderek (1) wypełniony cieczą kontrolną (13) przepuszczającą światło, zakończony z obydwu stron przepuszczającymi światło wziernikami (3.1 i 3.2), które są odkształcalne sprężyście, a na wejściu do cylinderka (1) jest przepona (12), pod którą poprzez zawór napełniający (14) doprowadzane jest medium z badanego układu (15), natomiast optoelektroniczny zestaw laserowo-rejestrujący złożony jest ze źródła światła laserowego (7), zwierciadła (9) i czujnika światła (10) oraz mikroprocesorowego układu (11) zbierającego i przetwarzającego dane o zmianach natężenia wiązki światła (8) rejestrowanego przez czujnik światła (10).

2. Ciśnieniomierz laserowy, znamienny tym, że pomiędzy przeponą (12) a zaworem napełniającym (14) zabudowany jest zawór odpowietrzający (18) przestrzeń pod przeponą (12).

3. Ciśnieniomierz laserowy, znamienny tym, że cylinderek (1) posiada zestaw zaworów (16, 17) do napełniania cylinderka (1) cieczą kontrolną (13).