RU2532236C1 - Design of measuring pressure converter with capacitance sensor - Google Patents
Design of measuring pressure converter with capacitance sensor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2532236C1 RU2532236C1 RU2013133012/28A RU2013133012A RU2532236C1 RU 2532236 C1 RU2532236 C1 RU 2532236C1 RU 2013133012/28 A RU2013133012/28 A RU 2013133012/28A RU 2013133012 A RU2013133012 A RU 2013133012A RU 2532236 C1 RU2532236 C1 RU 2532236C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- membranes
- membrane
- capillaries
- cavities
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам давления, и может быть использовано при измерении разности давлений жидкостей и газов.The invention relates to measuring equipment, in particular to pressure sensors, and can be used to measure the pressure difference of liquids and gases.
Известна конструкция измерительного преобразователя давлений с емкостным сенсором, описанная в патенте СССР №1421266, кл. G011 9/12, з. 06.10.80, опубл. 30.08.88.A known design of a pressure measuring transducer with a capacitive sensor described in USSR patent No. 1421266, class. G011 9/12, c. 10/06/80, publ. 08/30/08.
Известная конструкция содержит корпус чувствительного элемента, в котором расположена центральная камера, разделенная измерительной электропроводной мембраной на две полости, в каждой из которых выполнена изоляционная вставка с подводящим каналом по центру и вогнутой рабочей поверхностью, снабженной электродом, обращенным в сторону мембраны, и два разделительных узла с разделительными мембранами, причем полости узлов и чувствительного элемента заполнены жидкостью, блок снабжен опорной рамой, внутри которой закреплен корпус чувствительного элемента, а подмембранная полость каждого разделительного узла соединена с соответствующим подводящим каналом изоляционной вставки при помощи введенного в блок трубопровода, при этом каждая изоляционная вставка выполнена в форме усеченного конуса с углом 25-27° между образующей конуса и плоскостью мембраны, а корпус закреплен внутри рамы с помощью неэлектропроводных опор. При этом корпус чувствительного элемента закреплен в верхней части внутри прямоугольной рамы, а разделительные узлы размещены на нижних участках длинных сторон прямоугольной рамы снаружи ее, а полости разделительных и чувствительной мембран соединены между собой меандрообразным заливочным капилляром (трубопроводом), служащим для подачи разделительной жидкости.The known construction comprises a housing of the sensing element, in which a central chamber is located, divided by a conductive measuring membrane into two cavities, each of which has an insulating insert with a supply channel in the center and a concave working surface provided with an electrode facing the membrane, and two separation nodes with dividing membranes, moreover, the cavities of the nodes and the sensing element are filled with liquid, the unit is equipped with a support frame, inside which the sensing housing element, and the submembrane cavity of each dividing unit is connected to the corresponding feed channel of the insulating insert by means of a pipe inserted into the block, and each insulating insert is made in the form of a truncated cone with an angle of 25-27 ° between the generatrix of the cone and the membrane plane, and the body is fixed inside frames using non-conductive supports. In this case, the housing of the sensing element is fixed in the upper part inside the rectangular frame, and the separation nodes are located on the lower sections of the long sides of the rectangular frame outside it, and the cavities of the separation and sensitive membranes are interconnected by a meander-shaped filling capillary (pipeline), which serves to supply the separation liquid.
Недостатки известной конструкции заключаются в следующем.The disadvantages of the known design are as follows.
Размещение разделительных мембран параллельно чувствительной мембране в совокупности с креплением корпуса чувствительной мембраны внутри опорной рамы, к нижним краям боковых сторон которой снаружи ее прикреплены в разделительных узлах разделительные мембраны, значительно увеличивает объем и габаритные размеры датчика и делает неудобным его установку в стандартные фланцы.Placing the separation membranes parallel to the sensitive membrane in conjunction with the mounting of the housing of the sensitive membrane inside the support frame, to the lower edges of the sides of which the separation membranes are attached outside of the separation nodes, significantly increases the volume and overall dimensions of the sensor and makes it inconvenient to install it in standard flanges.
Кроме того, сложной является конструкция корпуса, обусловленная наличием изолирующих вставок в частях корпуса.In addition, the housing design is complex due to the presence of insulating inserts in parts of the housing.
Известна конструкция измерительного преобразователя давлений с емкостным сенсором, описанная в патенте США №3618390, кл. G01L 9/12, 13/06, з. 27.10.69, опубл. 09.10.71.A known design of a pressure transducer with a capacitive sensor described in US patent No. 3618390, CL. G01L 9/12, 13/06, c. 10.27.69, publ. 10/09/71.
Известная конструкция содержит корпус чувствительного элемента, имеющий центральную камеру, разделенную электропроводящей мембраной на две полости, в каждой из которых выполнена изоляционная вставка с подводящим каналом по центру и вогнутой рабочей поверхностью, снабженной электродом, обращенным в сторону мембраны, и два разделительных узла с разделительными мембранами, причем полости узлов и чувствительного элемента заполнены диэлектрической жидкостью. При этом все мембраны лежат в параллельных плоскостях и собраны в одном металлическом корпусе, собираемом из двух одинаковых частей (секций), симметричных относительно плоскости чувствительной мембраны и имеющих вокруг нее в центре полость, заполненную жесткой стеклянной или керамической вставкой. Помимо этой полости, каждая из секций имеет центральный проводник и отверстие для заполнения полостей разделительных узлов и чувствительного элемента.The known construction comprises a housing of a sensing element having a central chamber divided by an electrically conductive membrane into two cavities, each of which has an insulating insert with a leading channel in the center and a concave working surface provided with an electrode facing the membrane, and two dividing units with dividing membranes moreover, the cavity of the nodes and the sensing element is filled with a dielectric fluid. In this case, all membranes lie in parallel planes and are assembled in one metal body assembled from two identical parts (sections) symmetrical with respect to the plane of the sensitive membrane and having a cavity around it in the center filled with a rigid glass or ceramic insert. In addition to this cavity, each of the sections has a central conductor and an opening for filling the cavities of the separation nodes and the sensing element.
Недостатком известного датчика является большая зависимость результатов измерения разности давления от неизвестной величины статического давления, что не позволяет достигать необходимой точности измерения разности давлений.A disadvantage of the known sensor is the large dependence of the results of measuring the pressure difference from an unknown value of static pressure, which does not allow to achieve the required accuracy of measuring the pressure difference.
Известна конструкция измерительного преобразователя давлений с емкостным сенсором, описанная в одноименном патенте РФ №2263291, кл. G01L 9/12, з. 30.06.03, опубл. 20.12.04 и выбранная в качестве прототипа.A known design of a pressure transducer with a capacitive sensor described in the same patent of the Russian Federation No. 2263291, class. G01L 9/12, c. 06/30/03, publ. 12/20/04 and selected as a prototype.
Известная конструкция содержит единый корпус чувствительного элемента, имеющий центральную камеру, разделенную электропроводящей мембраной на две полости, в каждой из которых выполнена изоляционная ставка с подводящим каналом по центру и вогнутой рабочей поверхностью, снабженной электродом, обращенным в сторону мембраны, и два разделительных узла с расположенными параллельно электропроводящей мембране и между собой разделительными гофрированными мембранами, причем полости разделительных узлов и чувствительного элемента заполнены диэлектрической (разделительной) жидкостью и сообщены между собой, а каждый из электродов разделен на два электрода, выполненных в виде двух проводящих, электрически не связанных между собой колец, при этом каждое кольцо электрически соединено с соответствующим ему наружным выводом. Капилляры для заполнения полостей диэлектрической жидкостью параллельны между собой и чувствительному элементу, а также плоскостям разделительных гофрированных мембран, образуют перевернутую П-образную форму, соединены с полостью электропроводящей мембраны и расположены в одной из изоляционных вставок.The known design contains a single housing of the sensing element having a central chamber divided by an electrically conductive membrane into two cavities, in each of which an insulating rate is made with a supply channel in the center and a concave working surface provided with an electrode facing the membrane, and two dividing nodes with located parallel to the electrically conductive membrane and between the dividing corrugated membranes, and the cavity of the dividing nodes and the sensing element is filled dielectric (dividing) the liquid and communicated with each other, and each of the electrodes is divided into two electrodes, made in the form of two conductive, electrically interconnected rings, wherein each ring is electrically connected to its respective outer terminal. Capillaries for filling cavities with dielectric fluid are parallel between themselves and the sensitive element, as well as the planes of the dividing corrugated membranes, form an inverted U-shape, connected to the cavity of the electrically conductive membrane and are located in one of the insulating inserts.
Недостатком известного мембранного блока является сложность конструкции блока и технологии его изготовления, обусловленные наличием изоляционных вставок в центральной камере, а также выполнением электродов в виде колец, нанесенных на наружную поверхность электропроводной мембраны.A disadvantage of the known membrane block is the complexity of the design of the block and the technology of its manufacture, due to the presence of insulating inserts in the Central chamber, as well as the implementation of the electrodes in the form of rings deposited on the outer surface of the electrically conductive membrane.
Задачей заявляемого технического решения является упрощение конструкции мембранного блока без снижения точности измерений.The objective of the proposed technical solution is to simplify the design of the membrane unit without reducing the accuracy of the measurements.
Поставленная задача решается тем, что в конструкции измерительного преобразователя давлений с емкостным сенсором, содержащей механически связанные между собой корпус чувствительного элемента, имеющий центральную камеру, разделенную электропроводной мембраной на две полости с вогнутой металлизированной снаружи рабочей поверхностью, при этом полость электропроводящей мембраны соединена двумя параллельными между собой и чувствительным элементом заливочными капиллярами, соединенными с подводящим каналом для заливки разделительной жидкости, и снабжена токопроводящими выводами, два разделительных узла с расположенными параллельно друг другу разделительными гофрированными мембранами имеют подмембранные полости, также заполненные разделительной жидкостью и сообщенные с полостью электропроводящей мембраны, согласно изобретению вогнутая рабочая поверхность полости выполнена металлизированной снаружи полностью, электропроводная мембрана чувствительного элемента расположена перпендикулярно по отношению к разделительным гофрированным мембранам, заливочные капилляры полости электрочувствительной мембраны развернуты в противоположных направлениях и соединены с ее полостью горизонтальным каналом, перпендикулярным чувствительному элементу, разделительные гофрированные мембраны расположены каждая в своем корпусе с противолежащих сторон от корпуса чувствительного элемента таким образом, что корпусы всех трех мембран расположены последовательно рядом друг с другом, образуя единый сочлененный мембранный блок цилиндрической формы, подмембранные полости разделительных мембран соединены с подводящими разделительную жидкость отдельными заливочными капиллярами, также параллельными между собой и развернутыми в противоположные стороны таким образом, что они образуют с заливочными капиллярами полости электропроводящей мембраны ветви гиперболы.The problem is solved in that in the design of the pressure transducer with a capacitive sensor containing mechanically interconnected sensor housing having a central chamber divided by an electrically conductive membrane into two cavities with a concave metallized working surface from the outside, while the cavity of the electrically conductive membrane is connected by two parallel between themselves and the sensitive element by filling capillaries connected to the inlet channel for filling the separation fluid, and is equipped with conductive leads, two separation nodes with parallel separation corrugated membranes have submembrane cavities, also filled with a separation liquid and communicated with the cavity of the electrically conductive membrane, according to the invention, the concave working surface of the cavity is completely metallized outside, the electrically conductive membrane of the sensing element is perpendicular in relation to dividing corrugated membranes, filling ca the pills of the cavity of the electrosensitive membrane are deployed in opposite directions and connected to its cavity by a horizontal channel perpendicular to the sensitive element, the dividing corrugated membranes are each located in their housing from opposite sides of the housing of the sensitive element in such a way that the housings of all three membranes are located sequentially next to each other, forming a single articulated membrane block of cylindrical shape, the submembrane cavities of the separation membranes are connected to leading filling liquid separate filling capillaries, also parallel to each other and deployed in opposite directions so that they form with the filling capillaries of the cavity of the electrically conductive membrane branches of the hyperbola.
Выполнение вогнутой рабочей поверхности полости электропроводной мембраны металлизированной полностью при расположении этой мембраны перпендикулярно по отношению к разделительным гофрированным мембранам в совокупности с тем, что заливочные капилляры полости электропроводной мембраны развернуты в противоположных направлениях, а разделительные гофрированные мембраны расположены каждая в своем корпусе с противолежащих сторон от корпуса чувствительного элемента таким образом, что корпусы всех трех мембран расположены последовательно рядом друг с другом, образуя единый сочлененный мембранный блок цилиндрической формы, и подмембранные полости разделительных мембран соединены с подводящими разделительную жидкость отдельными заливочными капиллярами, также параллельными между собой и развернутыми в противоположные стороны таким образом, что они образуют с заливочными капиллярами полости электропроводящей мембраны ветви гиперболы, делает конструкцию более простой и надежной. При этом размещение всех трех мембран (электропроводной мембраны и двух разделительных мембран) каждой в своем корпусе и со своим заливочным капилляром позволяет избежать большой зависимости результатов измерения разности давления от неизвестной величины статического давления и позволяет достигать необходимой точности измерения разности давлений.The execution of the concave working surface of the cavity of the electrically conductive membrane metallized completely when this membrane is located is perpendicular to the dividing corrugated membranes in conjunction with the fact that the filling capillaries of the cavity of the electrically conductive membrane are deployed in opposite directions, and the dividing corrugated membranes are located in each case from opposite sides of the housing the sensing element so that the housings of all three membranes are arranged sequentially next to each other, forming a single articulated membrane block of a cylindrical shape, and the submembrane cavities of the separation membranes are connected to the separate filling capillaries supplying the separation liquid, also parallel to each other and deployed in opposite directions so that they form branches with electrically conductive membrane cavities hyperbole, makes the design more simple and reliable. At the same time, the placement of all three membranes (an electrically conductive membrane and two separation membranes) each in its own housing and with its own filling capillary allows avoiding a large dependence of the results of measuring the pressure difference on an unknown value of static pressure and allows achieving the necessary accuracy of measuring the pressure difference.
Технический результат - упрощение конструкции и повышение ее надежности при обеспечении высокой точности измерений.The technical result is to simplify the design and increase its reliability while ensuring high measurement accuracy.
Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых:The invention is illustrated by drawings, in which:
фиг.1 - общий вид мембранного блока в сборе;figure 1 - General view of the membrane block assembly;
фиг.2 - вид мембранного блока в изометрии в вертикальном разрезе.figure 2 is a perspective view of the membrane block in vertical section.
Конструкция измерительного преобразователя давлений с емкостным сенсором (фиг.1-2) содержит корпус 1, разделенный помещенной в нем электропроводящей чувствительной мембраной 2 на две полости 2' и 2", соединенные подводящими жидкость капиллярами 3 с полостями 4 и 5 расположенных параллельно между собой в своих корпусах 6 и 7 разделительных мембран 8 и 9. При этом корпусы 1, 6 и 7 всех мембран 2, 8 и 9 расположены последовательно рядом друг с другом, образуя единый сочлененный мембранный блок цилиндрической формы с общей продольной осью и с плоской площадкой 10 на цилиндрической поверхности для размещения выводов конденсатора 11. Корпус 1 чувствительной мембраны 2 размещен между корпусами 6 и 7 разделительных мембран 8 и 9, а сама чувствительная мембрана 2 размещена в своем корпусе 1 перпендикулярно по отношению к разделительным мембранам 8 и 9, служащим одновременно боковыми сторонами общего корпуса. Капилляры 3, подводящие жидкость к полости чувствительной мембраны 2, расположены перпендикулярно к плоскости мембраны 2 таким образом, что полость 4 первой левой подмембранной полостью 2' чувствительной мембраны 2, а полость 5 второй разделительной мембраны 9 - с правой подмембранной полостью 2" чувствительной мембраны 2. Подмембранные полости 4 и 5 разделительных гофрированных мембран соединены с подводящими разделительную жидкость отдельными заливочными капиллярами 3', параллельными между собой и развернутыми в противоположные стороны таким образом, что они образуют с заливочными капиллярами 3 полости электропроводящей мембраны 2 ветви гиперболы. Имеется электрический проводник (не показан), образующий с чувствительной проводящей мембраной 2 пластины конденсатора, выводы 11 которого показаны на фиг.1.The design of the pressure transducer with a capacitive sensor (Fig.1-2) contains a
В сравнении с прототипом заявляемая конструкция измерительного преобразователя давлений с емкостным сенсором проще в изготовлении и имеет меньшие габариты при сохранении необходимой точности измерений.Compared with the prototype, the claimed design of the pressure transducer with a capacitive sensor is easier to manufacture and has smaller dimensions while maintaining the required measurement accuracy.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013133012/28A RU2532236C1 (en) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | Design of measuring pressure converter with capacitance sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013133012/28A RU2532236C1 (en) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | Design of measuring pressure converter with capacitance sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2532236C1 true RU2532236C1 (en) | 2014-10-27 |
Family
ID=53382271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013133012/28A RU2532236C1 (en) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | Design of measuring pressure converter with capacitance sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2532236C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610818C1 (en) * | 2015-10-21 | 2017-02-15 | Александр Владимирович Фетисов | Differential pressure sensor with protection from high overload pressure (versions) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3618390A (en) * | 1969-10-27 | 1971-11-09 | Rosemount Eng Co Ltd | Differential pressure transducer |
RU2263291C2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Старт" | Capacity pressure gauge |
RU2423679C1 (en) * | 2010-04-21 | 2011-07-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Pressure measuring transducer |
RU2487329C2 (en) * | 2007-10-31 | 2013-07-10 | Кг Трансмиттер Компонентс Гмбх | Metering pressure converter, method to monitor condition of metering pressure converter and pressure sensor |
-
2013
- 2013-07-16 RU RU2013133012/28A patent/RU2532236C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3618390A (en) * | 1969-10-27 | 1971-11-09 | Rosemount Eng Co Ltd | Differential pressure transducer |
RU2263291C2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Старт" | Capacity pressure gauge |
RU2487329C2 (en) * | 2007-10-31 | 2013-07-10 | Кг Трансмиттер Компонентс Гмбх | Metering pressure converter, method to monitor condition of metering pressure converter and pressure sensor |
RU2423679C1 (en) * | 2010-04-21 | 2011-07-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Pressure measuring transducer |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610818C1 (en) * | 2015-10-21 | 2017-02-15 | Александр Владимирович Фетисов | Differential pressure sensor with protection from high overload pressure (versions) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102023799B1 (en) | Capacitive displacement sensor | |
CN102539932A (en) | Conductivity sensor | |
RU2007149342A (en) | PRESSURE MEASUREMENT IN A PIPELINE USING A DIFFERENTIAL PRESSURE SENSOR | |
JP2016109692A5 (en) | ||
US20160069764A1 (en) | Fluid Pressure Sensor | |
JP2017531184A (en) | Differential pressure sensor with high pressure capability | |
CN209197965U (en) | A kind of floated pressure sensor | |
RU2532236C1 (en) | Design of measuring pressure converter with capacitance sensor | |
EP3037790B1 (en) | Ultrasonic flow meter housing with integrated spring connectors | |
RU167905U1 (en) | CAPACITIVE PRESSURE DIFFERENTIAL SENSOR | |
CN105996657A (en) | Intelligent straw cup | |
CN104019797B (en) | The nested pole plate of paired quartering ring-circle is staggeredly placed formula inclination angle measurement method and device in opposite directions | |
JP2007333728A (en) | Liquid level sensor | |
JP4916240B2 (en) | Liquid level sensor | |
RU2545085C1 (en) | Design of biplanar capacitance sensor of pressure difference | |
US20150101414A1 (en) | Duplex pressure transducers | |
CN104034308A (en) | Concentric coplanar bisectional annular-bisectional circular nested pole plate inclination angle measuring method and apparatus thereof | |
JP2013134212A (en) | Capacitance type measuring device | |
JPS5822933A (en) | Pressure resistance and explosionproof absolute pressure transducer | |
CN110736582A (en) | capacitance type differential pressure sensor structure | |
RU2263291C2 (en) | Capacity pressure gauge | |
CN104034311A (en) | Paired trisectional annular-circular nested pole plate staggered arrangement type inclination angle measuring method and apparatus thereof | |
RU2622730C2 (en) | Device for measuring level of fuel in tanks of vehicles | |
RU120214U1 (en) | TILT ANGLE SENSOR | |
CN107677261A (en) | Micro- hemisphere gyroscope of interior outer hyperboloid stereo electrod |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150717 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170417 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180717 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190405 |