RU211877U1 - Конструкция датчика абсолютного, избыточного и дифференциального давления - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к классу измерительных приборов и может быть использована для измерения постоянного или переменного абсолютного, избыточного и дифференциального давления жидких или газообразных сред. Наиболее близким из известных аналогов является сигнализатор помпажа СПТ-88 (http://www.eposignal.ru/products/catalog/60/364/). Недостатками данного прибора являются высокая зависимость погрешности измерения давления рабочей среды от температуры и небольшой ресурс. Технический результат - создание конструкции датчика давления, обладающей универсальностью в части возможности измерения давления разных видов, повышенной точностью и устойчивостью к влиянию внешних воздействующих факторов. Сущность технического решения состоит в применении в качестве узла, преобразующего давление измеряемой среды в выходной электрический сигнал, конструкции, показанной на фиг.1, где измеряемое давление подается к входным штуцерам P1 и P2, которые совместно с сильфонами S1 и S2 образуют герметичные объемы. Сильфоны S1 и S2 расположены соосно и симметрично относительно чувствительного элемента М навстречу друг другу и жестко соединены между собой и одним из концов чувствительного элемента М. Другой конец чувствительного элемента М закреплен в жестком корпусе B, в котором также закреплены и сильфоны. Внутренний объем корпуса B герметизирован. Все соединения элементов измерительной силовой схемы производятся методом сварки. Чувствительный элемент выполнен в виде классического преобразователя перемещения в упругую деформацию зоны размещения тензочувствительных элементов.

Description

Полезная модель относится к классу измерительных приборов и может быть использована для измерения постоянного или квазистационарного абсолютного, избыточного и дифференциального давления жидких или газообразных сред.

Из предшествующего уровня техники известными аналогами являются «преобразователь давления измерительный СДВ» (http://теплоприбор.рф/catalog/sdv-exd-i-1-60-p-rs485-datchik-pompazha/), сигнализатор разности давлений СПТ Г ("Датчики теплофизических и механических параметров", 1998г., стр.496).

Наиболее близким из известных аналогов является сигнализатор помпажа СПТ-88 (http://www.eposignal.ru/products/catalog/60/364/).

Недостатками данного прибора являются высокая зависимость погрешности измерения давления рабочей среды от температуры и небольшой ресурс.

Технический результат - создание конструкции датчика давления, обладающей универсальностью в части возможности измерения давления разных видов с повышенной точностью.

Сущность технического решения состоит в применении в качестве узла, преобразующего давление измеряемой среды в выходной электрический сигнал, конструкции, показанной на фиг.1, где измеряемое давление подается к входным штуцерам P1 и P2, которые совместно с сильфонами S1 и S2 образуют герметичные объемы. Сильфоны S1 иS2 расположены соосно и симметрично относительно упругого элемента М навстречу друг другу, и, жестко соединены между собой и одним из концов упругого элемента М. Другой конец упругого элемента М закреплен в жестком корпусе B, в котором также закреплены и сильфоны. Внутренний объем корпуса B герметизирован. Все соединения элементов измерительной силовой схемы производятся методом сварки. Упругий элемент М выполнен в виде измерительной балки с классическим преобразованием перемещения в упругую деформацию зоны размещения тензочувствительных элементов.

Кроме того, тензочувствительные элементы выполнены из вещества, выбранного из группы: моносульфид самария, кремний, арсенид галлия, нитрид галлия; тензочувствительные элементы сформированы на измерительной балке методом термического напыления в вакууме; контакты тензочувствительного элемента соединены с электрическими выводами методом ультразвуковой сварки; электронное нормирующее устройство выполнено на печатных платах посредством электрического монтажа и подключено к диагонали моста чувствительного элемента; рабочий ход чувствительного элемента 10-50 мкм.

На фиг. 1 изображен общий вид полезной модели.

Повышенная точность измерений достигается применением упругого элемента в виде консольно закрепленной балки, имеющей упругую деформацию и с тензочувствительными элементами, выполненными из вещества, выбранного из группы: моносульфид самария, кремний, арсенид галлия, нитрид галлия расположенными в зонах деформации, соединенными в виде мостовой схемы. Также точность измерений достигается применением электронного нормирующего устройства, которое выполняет функцию термокомпенсации и нормализации выходного сигнала.

Пример. Был изготовлен датчик абсолютного, избыточного и дифференциального давления, состоящий из корпуса 1 с приваренными лазерной сваркой сильфонными блоками, состоящими из фланца 5, сильфона 6 и обечайки 7. Соединение деталей сильфонного блока герметичное. Обечайки 7 сильфонных блоков образуют неразъемное соединение с упругим элементом 9. Упругий элемент 9 выполнен в виде балки с возможностью упругой деформации и расположенными тензочувствительными элементами в зонах деформации. Упругий элемент 9 прикреплен к основанию 8, которое закреплено в корпусе 1. Крышки 2, 3 и 4 герметично приварены к корпусу 1. Электронное нормирующее устройство состоит из электрического соединителя 11, герметично приваренного к корпусу 1 через фланец 10, источника питания 12, модуля процессора 13 и терморезистора, установленного на упругом элементе 9.

Испытания датчика абсолютного, избыточного и дифференциального давления по полезной модели в диапазоне температур от минус 60°С до 150°С, а также при воздействии вибрационных нагрузок в диапазоне частот от 5 Гц (при амплитуде вибросмещения 2,5 мм) до 2000 Гц (при амплитуде виброускорения 30 g) показали стабильную работу датчика в течение 1000 ч и основной приведенной погрешностью, не превышающей ±0,5%.

На фиг. 2 изображен общий вид изготовленного датчика.

Claims (8)

1. Датчик абсолютного, избыточного и дифференциального давления, включающий корпус (1), герметично соединенный с сильфонными блоками, состоящими из фланца (5), сильфона (6) и обечайки (7), герметично соединенных между собой, упругий элемент (9), соединенный одним концом с обечайками (7), а другим – с основанием (8), соединенным с корпусом (1), крышки (2, 3, 4), герметично соединенные с корпусом (1), а также электронное нормирующее устройство, состоящее из электрического соединителя (11), герметично приваренного к корпусу (1) через фланец (10), источника питания (12), модуля процессора (13) и терморезистора, установленного на упругом элементе (9), отличающийся тем, что упругий элемент (9) выполнен в виде консольно закрепленной балки, имеющей упругую деформацию и с тензочувствительными элементами, расположенными в зонах деформации, при этом тензочувствительные элементы соединены в виде мостовой схемы.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что тензочувствительные элементы выполнены из вещества, выбранного из группы: моносульфид самария, кремний, арсенид галлия, нитрид галлия.

3. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что тензочувствительные элементы сформированы на измерительной балке методом термического напыления в вакууме.

4. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что контакты тензочувствительного элемента соединены с электрическими выводами методом ультразвуковой сварки.

5. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что электронное нормирующее устройство выполнено на печатных платах посредством электрического монтажа и подключено к диагонали моста чувствительного элемента.

6. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что позволяет производить соединение элементов измерительной силовой схемы методом сварки.

7. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что рабочий ход чувствительного элемента 10-50 мкм.

8. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что взаимное расположение элементов узла, преобразующего давление измеряемой среды в выходной электрический сигнал, зафиксировано методом сварки в жестком герметичном корпусе.

Images