RU2034U1 - Датчик давления - Google Patents

Abstract

1. ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий два тонких пластинчатых элемента, которые разделены между собой на заданное расстояние, при этом элемент, подвергающийся внешнему давлению, изготовлен из упругого материала, внутренняя полость датчика соединяется каналом с внешней средой, а форма датчика обеспечивает установление электрического контакта, когда два элемента приводятся в соприкосновение, отличающийся тем, что один пластинчатый элемент выполнен в виде печатной платы, прикрепленной одной стороной к металлическому основанию, а на другую ее сторону нанесен металлический рисунок, причем пластинчатый элемент, подвергаемый внешнему давлению, выполнен в виде неметаллической мембраны, на которую со стороны внутренней полости датчика непосредственно над металлическим рисунком печатной платы нанесен металлизированный слой, при этом разделяющий пластинчатые элементы сепаратор выполнен в форме кольца, а на внешней стороне основания датчика установлена гибкая пластина, образующая воздушную полость, которая соединена каналом, проходящим через основание датчика и печатную плату, с внутренней полостью датчика.2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что металлический рисунок на печатной плате первого пластинчатого элемента выполнен в форме двух Ш-образных гребенок, причем зубья одной гребенки входят с допустимым зазором в пространство между зубьями другой гребенки, а металлизированный слой на втором пластинчатом элементе выполнен в виде параллельных полос переменной ширины, при этом геометрические центры расширяющихся частей полос находятся на расстоянии, кратном шагу зубьев гребенок, а полосы ориентированы перпендику

Description

Полезная модель относится к средствам автоматики и предназначена для формирования выходных электрических сигналов при непрерывном сигнале давления, преимущественно в магистралях водоснабжения- бытовых и служебных помещений.

Известны различные средства автоматики, к которым относятся, например, реле, сигнализаторы и датчики давления.

Так, реле давления по заявке СССР N 4611000/24-10 ( см. реферативный журнал Изобретения стран мира , выпуск 82, N 4, 1991 год ) содержит эластичную мембрану с жестким цент|)ом, установленную на опорах, расположенных по окружности корпуса. На корпусе установленны микропереключатели с зазором относительно жесткого центра мембраны. При подаче давления жесткий центр мембраны воздействует на микропереключатель.

Сигнализатор давления по заявке Польщи N 272997 ( см. там же, N 6,1992 год) представляет собой корпус, состоящий из нижней и верхней частей, разделенных мембраной с прокладкой, причем мембрана взаимодействует с профилированной вкладкой. Изгибы мембраны передаются через толкатель на микропереключатель с регулируемым положением. Известные реле и сигнализатор имеют одинаковый недостатокг - в их конструкцию входит микропереключатель, который сам по себе является сложным конструктивным элементом, состоящим из нескольких деталей и подвижных частей, что отражается на общей надежности срабатывания тай:их устройств.

К тому же сигнализатор имеет толкатель и сопрягаемую с ним профилированную вкладку, что также отражается на работоспособности устройства при температурных перепадах окружающей и внутренней среды во время эксплуатации.

Известен также датчик давления по заявке РСТ N 900707 ( см. там же, N 13, 1991 год ) , который содержит дв протяженных тонких пластинчатых элемента, которые отделены один от другого на заданное расстояние разделительными элементами. Разделительный элемент выполнен в виде тонкой пластины, из которой удалены определенные части таким образом, чтобы сформировалось множество углублений или отверстий между пластинчатыми элементами. Суть изобретений состоит в том, что эти углубления расположены последовательно по длине датчика и сообщаются между собой и с атмосферой, а также в том, что по меньшей j( первый из пластинчатых элементов, подвергающийся 1внернёму давлениюизготовлен из металлического упругого материала, при этом оба пластинчатых элемента электропроводны. Электрический контакт пластинчатых элементов осуществляется, когда датчик давления подвергается воздействию внещнего давления, не зависимо от углублений, в которых осуществляется контакт.

Недостатком известного устройства является то/ что оно имеет существенные продольные размеры, а электропроводящие пластинчатые элементы с внутренней стороны не обладают износостойкостью и не обеспечивают антикоррозионную защиту, что ухудшает электрический контакт и уменьшает ресурс работы датчика. Этому способствует и соединение внутренних полостей датчика -с атмосферой, подверженной резким колебаниям температуры и влажности.

Целью создания полезной модели является устранение перечисленных недостатков путем создания устройства с минимально возможными габаритами и надежным электрическим. контактом, а также за счет изоляции внутренней полости датчика от воздействий окружающей среды.

Для достижения поставленной цели предлагается следующее устройство:

Датчик давления ЛД) содержит два тонких пластинчатых элемента, разделенные один от другого на заданнное расстояние разделительным элементом (сепаратором). Форма датчика обеспечивает установление электрического контакта, когда два пластинчатых элемента приводятся в соприкосновение под воздействием внешнего давления на тот из них, который изготовлен из упругого материала.

При этом первый пластинчатый элемент выполнен в виде печатной платы заданного диаметра, прикрепленной, например с помощью клея, к металлическому основанию. На печатную плату со стороны разделяемой полости нанесен металлический рисунок в форме двух Ш-образных гребенок с заданным шагом зубьев, причем зубья одной гребенки входят с допустимым зазором э пространство между зубьями другой гребенки. Второй пластинчатый элемент выполнен в виде упругой неметаллической мембраны, например резины/ и дополнительно защищен от вoздeйcfвия жидкости и механических повреждений со стороны, откуда подается рабочее давление, прочным эластичным материалом.

Во внутренней полости ДД на мембрану, непосредственно над металлическим рисунком печатной платы, нанесен металлизированный слой в виде параллельных полос переменной ширины. Нри этом геометрические центры расширяющихся частей полос находятся на расстоянии/ кратном шагу зубьев гребенок, а сами полосы ориентированы перпендикулярно направлениям зубьев.

Сепаратор, образующий внутреннюю воздушную полость ДД, выполнен в форме кольца. На внешней стороне металлического основания ДД с помощью гибкой пластины/ например из резины/ приклепленной к основанию клейкой лентой/ образована воздушная полость. Эта полость соединена с внутренней полостью ДД каналом/ проходящим сквозь металлическое основание и печатную плату. В конструкции датчика также имеются сквозные отверстия для крепежных элементов. На рисунок печатной платы/ выполненный из меди/ а также на металлизированный слой мембраны/ нанесено покрытие, на основе никеля/ обеспечивающее малое переходное электросопротивление/ высокую износостойкость и антикоррозионную защиту.

Конструкция предлагаемий полезной модели поясняется чертежами на, фиг. 1,2,3.

На фиг.1 представлен ДД в разрезе.

На фиг.2 показана мембрана с металлизированным слоем.

На фиг.З - печатная плата с металлическим Ш-образньм рисунком.

Нозициями на фигурах обозначены:

1- патрубок для крепления ДД,

2- ,эластичный материал,

3- мембрана,

4- сепаратор,

5- печатная плата,

6- клеевой слой,

7- основание,

8- воздушный промежуток,

9- металлизированный слой,

10- металлический рисунок,

11- воздушная полость,

12- покрытие на основе никеля и бора,

13- канал,

14- пластина,

15- клейкая лента. Работает ДД следующим образом.

При появлении избыточного давления в патруёке (1) происходит упругая, деформация мембраны 3), при этом металлизированный слой {9)соединяет между собой зубья двух гребенок(10) и тем самым замыкает цепи печатной платы (5).

Для проверки работоспособности .и выбора параметров предлагаемой полезной модели было изготовлено несколько экспериментальных образцов ДД предложенной конструкции, которые прошли комплексные испытания по полной программе в системе водоснабжения. Порог чувствительности ДД был определен равным 0,15кг/см. Для этого значения давления отношение внутреннего диаметра сепаратора к величине воздушного промежутка между элементами 8 и 10 лежит в диапазоне 60-100. Эмпирическим или расчетным методом это соотношение может быть определено для любого значения порога чувствительности ДД.

Испытания подтвердили работоспособность ДД на всех режимах эксплуактации, в обьеме требований, определенных ГОСТами и техническими условиями.

От заявителя: Заместитель зенераллй ог/ конструктора

СГ) / / 2,. Ю.В. Ярошенко

Claims (3)

1. ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий два тонких пластинчатых элемента, которые разделены между собой на заданное расстояние, при этом элемент, подвергающийся внешнему давлению, изготовлен из упругого материала, внутренняя полость датчика соединяется каналом с внешней средой, а форма датчика обеспечивает установление электрического контакта, когда два элемента приводятся в соприкосновение, отличающийся тем, что один пластинчатый элемент выполнен в виде печатной платы, прикрепленной одной стороной к металлическому основанию, а на другую ее сторону нанесен металлический рисунок, причем пластинчатый элемент, подвергаемый внешнему давлению, выполнен в виде неметаллической мембраны, на которую со стороны внутренней полости датчика непосредственно над металлическим рисунком печатной платы нанесен металлизированный слой, при этом разделяющий пластинчатые элементы сепаратор выполнен в форме кольца, а на внешней стороне основания датчика установлена гибкая пластина, образующая воздушную полость, которая соединена каналом, проходящим через основание датчика и печатную плату, с внутренней полостью датчика.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что металлический рисунок на печатной плате первого пластинчатого элемента выполнен в форме двух Ш-образных гребенок, причем зубья одной гребенки входят с допустимым зазором в пространство между зубьями другой гребенки, а металлизированный слой на втором пластинчатом элементе выполнен в виде параллельных полос переменной ширины, при этом геометрические центры расширяющихся частей полос находятся на расстоянии, кратном шагу зубьев гребенок, а полосы ориентированы перпендикулярно направлениям зубьев.

3. Датчик по п.2, отличающийся тем, что рисунок печатной платы выполнен медным и на него, а также на металлизированный слой мембраны нанесено антикоррозионное износостойкое покрытие на основе никеля.