Opis patentowy opublikowano: 16.05.1977 87634 MKP G011 23/18 Int. CL* G01L 23/18 cTyT Twórcywynalazku: Mainiain Luszczycka, Jaicek Majka Uprawniony z patentu: Politechnika Krakowska, Kraków (Polska) Sposób pomiaru pulsacji cisnienia i przetwornik do pomiaru pulsacji cisnienia Pinzedaniotem wynalazku jesit sposób pomiaru pul- sacji cisnienia i przetwornik do pomiaru pulsacji cisnienia w rózanego rodzaju 'ukladach pneumatycz¬ nych, zwlaszcza w instalacjach sprezonych gazów.Znany sposób pomiaru pulsacji cisnienia w ukla- 5 dach pneumatycznych polega na doprowadzeniu calkowitego zmiennego cisnienia mierzonego do ko¬ mory pod membrana (przetwornika. Po drugiej stro¬ nie membrany panuje zazwyczaj cisnienie równe cisnieniu atmosferycznemu. Na skutek dzialania io róznicy cisnien po obu stronach membrany nastepu¬ je jej odksztalcenie, które powoduje zmiane wiel¬ kosci elektrycznej proporcjonalnie do mierzonego cisnienia zmiennego. W zaleznosci od sposobu za¬ miany wielkosci mechanicznej na wielkosc elek- 15 bryczna znane isa przetworniki: piezoelektryczne, pojemnosciowe, indukcyjne, tenisometryczne i inne.Pomiary wykonywane znanymi sposobami obar¬ czone sa duzym 'bledem metodycznym spowodowa¬ nym 'tym,, ze niierzy sie calkowite cisnienie, pod- 20 czas gdy wielkoscia istotna jest 'skladowa zmienna tego cisnienia A pa, która oscyluje wokól sklado¬ wej stalej bedacej srednim cisnieniem w ukladzie PSI (fig. 2). Przetwornik taki musi byc przystosowa¬ ny do wartosci cisnienia pór pod wzgledem zakresu 25 pomiarowego i wytrzymalosciowym, podczas gdy cisnienie mierzone A pa etanowi ulamek wartosci p^r. Ze wzrostem wartosci pzr rosnie zakres pomia¬ rowy klasycznego przetwornika i maleje jego czu¬ losc. A zatem dni wyzsza jest wartosc cisnienia psr 30 tym mniej dokladnie jest mierzona pulsacja cisnie¬ nia A pa.Znane przetworniki do pomiaru pulsacji cisnie¬ nia skladaja sie z 'korpusu, w którym umieszczona jest membrana stanowiaca element pomiarowy przetwornika. Membrana ta jest utwierdzona .na ob¬ wodzie w korpusie przetwornika. Cisnienie do ko¬ mory pod membrana doprowadzone jest za pomoca odpowiedniego krócca, przewaznie gwintowanego, który moze stanowic integralna czesc korpusu wzglednie byc do niego wkrecanym jako tzw. adap¬ ter. Adapter teki ma umozliwic 'podlaczenie prze¬ twornika do badanej instalacji, równiez w miej¬ scach trudno dostepnych. Ksztalt i wymiary adapte¬ rów uzaleznione sa od konkretnych warunków, w których ma byc przeprowadzony pomiar. Króciec sluzy do polaczenia przetwornika z osrodkiem, w którym mierzy sie cisnienie. Odksztalcenie mem¬ brany jest przeksztalcane na wielkosc elektryczna jednym ze znanych sposobów (piezoelektrycznie, po- jemnosciowo, indukcyjnie, tensometrycznie lub ina¬ czej), która stanowi sygnal wyjsciowy z przetworni¬ ka. Korpus od góry jest zamkniety odpowiednim denkiem, przez które przewaznie wyprowadzona jest odpowiednio izolowana elektroda lub przewo¬ dy elektryczne. Spotyka sie 'tez rozwiazamia, w któ¬ rych elektroda lub przewody wyprowadzone sa przez boczna scianke korpusu przetwornika. W ko¬ morze nad membrana przetwornika panuje prze¬ waznie cisnienie równe cisnieniu atmosferycznemu. 87 63487 634 3 4 Istota sposoibu pomiaru rputeacJL olsnienia wedlug wynalazku polega .na doprowodzeniii calkowitego zmiennego cisnienia mieitEoiiego do ikooruory pod membrana przetwornika, aamianie odksztalcenia membirany na zmiane wielkosci elektrycznej z jed- inoozesnyim dopax)wadzenieiiMi do komory ma mem¬ brane przetwornika stalego lsnienia p^r uzysfca- nego droga odpc^edoiego wyttlirniienija pulsacji cisnienia w umieszczanym Tjneswtnatirz przetworindika tlumiku pulisacji dsnienia. Cisnienie pulsujace do¬ prowadzone jest do ilumilca puilsacji z glównego ka¬ nalu wlotowego w króccu przetwornika kanalikiem umieszczonym w korpusie przetwornika. Na mem¬ brane przetwornika dziala wiec róznica cisnienia calkowd/tego zmiennego i ciisnienia sredniego stalego p ST równa wielkosci A pa =puisacji »cisniema (£ig. 2).Sposób pomiaru pulsacjil cisnienia wedlug wyna¬ lazku pozwala na uniezaleznienie 'dokladnosci po¬ miaru pulisacji cisnienia od wartosci sredniego ci¬ snienia w osrodku^ w tatónyni mierzy sie cisnienie i znaczne podwyzszenie dokladnosci pomiarów pul¬ sacji cisnienia szczególnie -w dinstiaJacjiach wysoko¬ cisnieniowych.Istota przetwornika do pomiaru, pulsacji cisnienia polega ina umieszczeniu wewnatrz korpusu prze-* tworniJka, w którym umieszczona jest membrana stanowiaca element powiiainawy wielokomoirowego tlumika pulsacji cisnienia zlozonego z cylindra ze¬ wnetrznego wkreconego od góry w korpus prze- 1^vornika i stanowiacego jego zamkniecie, cylindra wewnetrznego wkreconego w 'korpus przetwooiika, plytki umieszczonej w .c.ytiijidffze wewnetrznym w srodkowej jego czesci oraz z plytki zamykajacej od dolu cylinder wewnetrzny. Oisrtienie do tlumika doprowadizone jest kanalikieni z komory pod mem¬ brana przetwomnika i poprzez trzy komiory tlumika przedostaje isie do -komory wad membrana prze¬ twornika. W cyiioidirze wewnetrznyin, w plytce umieszczonej wewnatrz tego cylindra oraz w plytce zamykajacej cylinder wewin-eteiny, wykonane sa od¬ powiednie otwory, przez które przedostaje ae cisnie¬ nie ido komory nad membrana przetworniika.W sciance korpusu pflzelrwBmiuJfla wykonany jest kanal laczacy komore nad membrana przetwornika z atmosfera. Kanal ten sluzy i przystosowany jest do zamocowania w nim óSmeniicciiienaa sluzacego do pomiaru i kontroli cisnienia usrednionego psr w komorze nad membrana., Kanal zamykamy jest szczelnym korkiem gwintowacriym.Sposób pomiaru pulsacji cisnienia ofojasniony jest blizej w przykladzie realimcji ima zalaczonym ry¬ sunku, na którym fiiig. 1 przedstawia pól$przekrój osiowy przetwornika do ponrtiairu pulsacji -cisnienia, fig. la — przekrój osiowy przetwornika plaszczyzna odwrócona o 90°, a fig. 2 — schemat przebiegu pul¬ sacji cisnienia w osrodku w -funkcji ctzasu. Kanalem wlotowym 21 adaptera 2 doprowadzone jest cisnie¬ nie pulsujace z osrodka maerzonego. Olsnienie to dziala na dolna powierzchnie membrany 4 oraz po¬ przez kanalik 22 w korpusie 1 pirzetwocnnika zostaje 'doiprowadzone do pierwszej komory 29 wielokomo- rowego tlumika pulisacji. Kiamore 29 -tworzy cylin¬ der zewnetrzny 3 i cylinder wewnetrzny 11 oraz pc^vierzchniia wewnetrzna korpusu 1. Z komory pierwszej 29 tlumika cisrfeiie jest doprowadzone otworem 28 do 'drugiej komory 27 wewnatrz cylin¬ dra wewnetrznego 11 zamknietego plytka 7, a stad przez otwór 26 w plytce 7 ido trzeciej komory 25 tlumika zamknietej plytka 12. Trzecia komora 25 tlumika polaczona jest otworem 24 z komora 23 nad membrana 4 przetwornika. Pulsacje cisnienia po przejsciu przez kolejne komory tiumika zostaja wytlumione i na górna powierzchnie membrany 4 przetwornika 'dziala stale cisnienie psr, a odksztalce¬ nia membrany isa proporcjonalne do róznicy cisnien A pa niezaleznie od wartosci sredniego cisnienia psr panujacego w osrodku. Odksztalcenia membrany przetwarzane isa na zmiany wielkosci elektrycznej przy pomocy elektrycznych tensoimetrów oporowych naklejonych na membranie 4. Kontrole stopnia uspokojenia pulsacji cisnienia w komorze 23 nad membrana 4 przetwornika i pomiar wartosci psr .przeprowadza sie przy pomocy cisnieniomierza umieszczonego w gniezdzie wykonanym w bocznej powierzchni korpulsu 1 przetwornika po uprzednim wykreceniu korka gwintowanego 9.Tenisometryczny przetwornik wedlug wynalazku jest pokazany w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 i la przedstawiaja konstrukcje przetworniika róznicowego, a fig. 2 przebieg pulisa¬ cji cisnienia w rurociagu.Tensometryczny przetwornik róznicowy do po¬ miaru pulsacji cisnienia (fig. 1 i fig. la) .sklada sie z korpusu 1, do którego od dolu dokrecony jest adapter 2, a od góry wkrecony jest cylinder ze¬ wnetrzny 3. W adapterze 2 jest umieszczona sruiba odpowietrzajaca 10, pozwalajaca na odpowietrzenie przetwornika w czacie jego wzorcowania oraz glów¬ ny kanal wlotowy 21 do przetwornika. Elemenltem pomiarowym jest membrana 4, która jest dociska¬ na do korpusu 1 plytka 5, wkrecana w korpus 1.Takie rozwiazanie pozwala na odkrecenie adapteru 2 od korpulsu 1, bez zmiany docisku membrany 4 do korpusu 1. Jest to o tyle wazne, ze w czasie wzorcowania przetwornika w miejscu uiszczelnia- nia 19 wklada sie odpowiednio uksztaltowana pod¬ kladke, nie uwidoczniona na rysunku, która zamyka kaoiaMk 22 i tym isamym odcina doplyw icieczy wzor¬ cujacej (olej) do górnej czesci przetwornika. W kor¬ pusie 1 ponadto usytuowane sa: kanalik 22, stano¬ wiacy odgalezienie od glównego kanalu wlotowego 21 do przetwornika, króciec 8, którym wyprowa¬ dzone isa na zewnatrz przewody elektryczne z ko¬ mory nad membrana 23, sluzace do zasilania i od¬ prowadzania sygnalu z mostka pomiarowego, który stanowia odpowiednio naklejone na membrane 4 tensometry, nie uwidocznione na rysunku, korek 9, który moze foyc zastapiony w czasie pomiarów króc¬ cem, nie uwidocznionym na rysunku, przylstosowa- mym do wkrecenia manometru, by móc rejestro¬ wac stopien uspokojenia isttrumiienia w komorze nad membrana 23. W górnej czesci korpusu 1 zamknie¬ tej od góry cylindrem zewnetrznym 3 umieszczony jest tlumik, w sklad którego wchodza: plytka roz¬ dzielajaca 12 wkrecana do korpusu 1, w której wy¬ konany jest centryaznie kanalik 24 laczacy komore z komora 23, cylinder wewnetrzny 11, w którym wykonany jest centrycznie kanalik 28 laczacy komo¬ re 29 z komora 27, wkrecany do korpusu 1, a od¬ dzielony od plytki rozdzielajacej 12 uszczelnieniem 40 45 50 55 6087 634 6 13, plytka rozdzielajaca 7 wkrecam do cylindra wewnetrznego 11, w której wykonany jest ekscen¬ trycznie kanalik 26 laczacy komore 27 z komo¬ ra 25. PL