RU2606255C1 - Excessive and absolute pressure sensor with protection against high overload pressure - Google Patents
Excessive and absolute pressure sensor with protection against high overload pressure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606255C1 RU2606255C1 RU2015124923A RU2015124923A RU2606255C1 RU 2606255 C1 RU2606255 C1 RU 2606255C1 RU 2015124923 A RU2015124923 A RU 2015124923A RU 2015124923 A RU2015124923 A RU 2015124923A RU 2606255 C1 RU2606255 C1 RU 2606255C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- sensor
- longitudinal axis
- pressure
- cavity
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
- G01L9/04—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of resistance-strain gauges
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения избыточного или абсолютного давления в условиях работы с возможным воздействием большого перегрузочного давления до 1000 бар. Известен датчик избыточного давления, представленный в Каталоге «Датчики давления» ЗАО ПГ «Метран», вып. №12, 2013 г., стр. 160, выбранный в качестве прототипа.The invention relates to measuring equipment and can be used to measure excess or absolute pressure in operating conditions with the possible impact of a large overload pressure of up to 1000 bar. Known gauge overpressure presented in the catalog "Pressure Sensors" CJSC PG "Metran", issue. No. 12, 2013, p. 160, selected as a prototype.
Известный датчик для измерения избыточного и абсолютного давления содержит измерительный блок (ИБ), который состоит из штуцера и корпуса из нержавеющей стали, при этом в верхней части штуцера имеется резьбовое отверстие, в которое закручивается и герметизируется тензопреобразователь. В верхней части конструкции тензопреобразователя имеется пластина монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами. Рабочее давление поступает в отверстие штуцера ИБ и воздействует на чувствительный элемент (ЧЭ) сенсора. ЧЭ выдерживает без разрушения, как правило, давление не более 1, 5 максимальной настройки.The known sensor for measuring excess and absolute pressure contains a measuring unit (IB), which consists of a union and a stainless steel body, while in the upper part of the union there is a threaded hole into which the strain gauge is twisted and sealed. In the upper part of the strain gauge design, there is a single-crystal sapphire plate with silicon film strain gauges. The operating pressure enters the hole of the IB connector and acts on the sensor element (SE). CE can withstand without destruction, as a rule, the pressure is not more than 1, 5 of the maximum setting.
Недостаток известного датчика заключается в следующем.A disadvantage of the known sensor is as follows.
В процессе работы датчика давления могут возникать большие перегрузочные давления, например, при запуске насоса, подающего жидкость в трубу, или при его внезапной остановке, а также при подаче в трубу влажного газа в условиях морозной погоды, когда происходит образование льда в приемной полости измерительного блока. Это приводит к появлению высокого давления на чувствительном элементе, в приемной полости; также бывает и много других случаев в технологическом процессе. В этих случаях при воздействии перегрузочного давления давление через продольное отверстие поступает во внутреннюю полость с тензопреобразователем, воздействуя непосредственно на чувствительный элемент в сенсоре, который не может выдерживать воздействия большого давления и разрушается.During operation of the pressure sensor, large overload pressures can occur, for example, when starting a pump that feeds liquid into a pipe, or when it suddenly stops, and when moist gas is supplied to a pipe in frosty weather, when ice forms in the receiving cavity of the measuring unit . This leads to the appearance of high pressure on the sensing element in the receiving cavity; there are also many other cases in the process. In these cases, under the influence of overload pressure, the pressure through the longitudinal hole enters the internal cavity with the strain gauge, acting directly on the sensing element in the sensor, which cannot withstand the effects of high pressure and is destroyed.
Задачей является повышение надежности работы датчика.The objective is to increase the reliability of the sensor.
Поставленная задача решается тем, что в датчике избыточного и абсолютного давления с защитой от высокого перегрузочного давления, содержащем корпус из нержавеющей стали, в верхней части которого имеется узкое дренажное отверстие и в центре вдоль продольной оси расположена заполненная силиконовой жидкостью полость, над которой размещен сенсор с чувствительным элементом, а в нижней части корпуса установлена мягкая металлическая мембрана, связанная с полостью с силиконовой жидкостью через узкое отверстие, расположенное вдоль продольной оси корпуса, согласно изобретению, корпус выполнен из двух соединенных между собой и расположенных по вертикали на одной продольной оси верхней и нижней частей, при этом снизу в верхней части корпуса установлены дополнительно две компенсационные мембраны, связанные через узкое отверстие, расположенное вдоль продольной оси корпуса, с мягкой мембраной в нижней части корпуса, а через узкое ступенчатое отверстие в верхней части корпуса - с полостью, заполненной силиконовой жидкостью.The problem is solved in that in the gauge of absolute and absolute pressure with protection against high overload pressure, comprising a stainless steel housing, in the upper part of which there is a narrow drainage hole and in the center along the longitudinal axis there is a cavity filled with silicone fluid, over which the sensor is placed a sensitive element, and in the lower part of the body there is a soft metal membrane connected to the cavity with silicone fluid through a narrow hole located longitudinally the axis of the housing, according to the invention, the housing is made of two interconnected and vertically located on the same longitudinal axis of the upper and lower parts, while at the bottom in the upper part of the housing there are two additional compensation membranes connected through a narrow hole located along the longitudinal axis of the housing, with a soft membrane in the lower part of the housing, and through a narrow stepped hole in the upper part of the housing - with a cavity filled with silicone fluid.
При этом верхняя и нижняя части корпуса могут быть соединены между собой разъемно или неразъемно.In this case, the upper and lower parts of the housing can be interconnected detachably or indivisibly.
Кроме того, компенсационные мембраны и мягкая разделительная мембрана могут быть расположены параллельно или непараллельно между собой.In addition, the compensation membranes and the soft separation membrane can be located parallel or non-parallel to each other.
Выполнение корпуса датчика из двух соединяемых между собой частей, в совокупности с установкой снизу верхней части корпуса двух компенсационных мембран, связанных через узкое отверстие указанным выше образом с полостью с силиконовой жидкостью под чувствительным элементом сенсора, обеспечивает при воздействии перегрузочного давления на мягкую мембрану перемещение вместе с ней двух компенсационных мембран, компенсирующих перемещение мягкой разделительной мембраны до установки ее на упор при давлении не более 1,5 Рmах, которое чувствительный элемент выдерживает. После установки мягкой разделительной мембраны на упор дальнейшее повышение давления действует только на приемную полость, то есть на поверхность мягкой разделительной мембраны, которая в этот момент сидит на упоре, а также и на сварной шов подсоединительного штуцера с нижним корпусом и исключает тем самым воздействие большого перегрузочного давления на сенсор, сохраняя его работоспособность, метрологические характеристики и повышая долговечность и надежность работы датчика, т.к. конструктивно в полости чувствительного элемента давление не может быть более 1, 5 Pmax.The implementation of the sensor housing from two interconnected parts, in conjunction with the installation from the bottom of the upper part of the housing of two compensation membranes connected through a narrow hole in the aforementioned manner with a cavity with silicone fluid under the sensor element of the sensor, provides for movement together with the overload pressure on the soft membrane it of two compensation membranes, compensating for the movement of the soft separation membrane before setting it to the stop at a pressure of not more than 1.5 Pmax, which senses flax element stands. After installing the soft separation membrane on the stop, a further increase in pressure acts only on the receiving cavity, that is, on the surface of the soft separation membrane, which at that moment sits on the stop, as well as on the weld seam of the connecting fitting with the lower case and thereby eliminates the effect of a large overload pressure on the sensor, while maintaining its operability, metrological characteristics and increasing the durability and reliability of the sensor, because structurally in the cavity of the sensing element, the pressure cannot be more than 1, 5 Pmax.
Технический результат - обеспечение компенсации воздействия высокого перегрузочного давления на мягкую разделительную мембрану перемещением компенсационных мембран и обеспечение нормальных условий работы сенсора.The technical result is to provide compensation for the effects of high overload pressure on a soft separation membrane by moving the compensation membranes and to ensure normal operating conditions of the sensor.
Заявляемый датчик обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него наличием таких существенных признаков? как выполнение корпуса датчика из двух соединенных между собой и расположенных по вертикали на одной продольной оси верхней и нижней частей, установка снизу в верхней части корпуса дополнительно двух компенсационных мембран, связанных через узкое отверстие, расположенное вдоль продольной оси корпуса, с мягкой разделительной мембраной в нижней части корпуса, а через узкое ступенчатое отверстие в верхней части корпуса - с полостью, заполненной силиконовой жидкостью, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.The inventive sensor has a novelty in comparison with the prototype, differing from it by the presence of such essential features? as the implementation of the sensor housing from two interconnected and located vertically on the same longitudinal axis of the upper and lower parts, installing from the bottom in the upper part of the housing an additional two compensation membranes connected through a narrow hole located along the longitudinal axis of the housing with a soft separation membrane in the lower parts of the housing, and through a narrow stepped hole in the upper part of the housing - with a cavity filled with silicone fluid, which together provide the desired result.
Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными выше отличительными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата и не следующие явным образом из уровня техники, поэтому он считает, что заявляемый датчик соответствует критерию «изобретательский уровень».The applicant is not aware of technical solutions that have the above distinguishing features, which together provide the desired result and do not explicitly follow from the prior art, therefore, he believes that the claimed sensor meets the criterion of "inventive step".
Заявляемый датчик избыточного и абсолютного давления с защитой от высокого перегрузочного давления может найти широкое применение в измерительной технике, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».The inventive gauge overpressure and absolute pressure with protection against high overload pressure can be widely used in measurement technology, and therefore meets the criterion of "industrial applicability".
Изобретение иллюстрируется чертежами, где показаны на:The invention is illustrated by drawings, where shown in:
- фиг. 1 - общий вид датчика в вертикальном разрезе для избыточного давления;- FIG. 1 is a General view of the sensor in vertical section for overpressure;
- фиг. 2 - общий вид датчика в вертикальном разрезе для абсолютного давления.- FIG. 2 is a vertical perspective view of the sensor for absolute pressure.
Заявляемый датчик избыточного и абсолютного давления с защитой от высокого перегрузочного давления содержит корпус из нержавеющей стали, выполненный из двух разъемно или неразъемно соединенных между собой и расположенных по вертикали на одной продольной оси верхней 1 и нижней 2 частей. В верхней части 1 корпуса имеется узкое дренажное отверстие 3, а в центре расположена заполненная силиконовой жидкостью полость 4. Над полостью 4 размещен сенсор 5 с чувствительным элементом 6. В нижней части корпуса 2 установлена мягкая металлическая разделительная мембрана 7. Снизу в верхней части корпуса 1 установлены две упругие компенсационные мембраны 8, связанные через узкое отверстие (канал) 9, расположенное вдоль продольной оси корпуса, с мягкой разделительной мембраной 7 в нижней части корпуса 2, а через узкое ступенчатое отверстие - канал 10 и каналы 11 - в верхней части корпуса 1 они связаны с полостью 4 с силиконовой жидкостью. При этом компенсационные мембраны 8 и мягкая разделительная мембрана 7 могут быть расположены параллельно или непараллельно между собой.The inventive gauge overpressure and absolute pressure with protection against high overload pressure comprises a stainless steel housing made of two detachably or permanently connected to each other and located vertically on the same longitudinal axis of the upper 1 and lower 2 parts. In the
Сенсор 5 может быть использован как для избыточного, так и для абсолютного давления. Для случая избыточного давления (см. фиг. 1) отверстие 14 в корпусе сенсора 5 с обратной стороны чувствительного элемента 6 открыто и сообщается по каналу 3 с воздухом вне конструкции датчика.
Для обеспечения абсолютного давления (при вакууме) (см. фиг. 2) отверстие 14 с обратной стороны чувствительного элемента 6 после откачки воздуха заваривается.To ensure absolute pressure (under vacuum) (see Fig. 2), the
Технологически корпус измерительного блока изготавливают из 2-х частей. К верхней части 1 корпуса вверху приваривают сенсор 5 с чувствительным элементом 6, а внизу верхней части 1 приваривают две мембраны 8 для компенсации перемещения мягкой разделительной мембраны 7 при увеличении давления в приемной полости. Мягкая разделительная мембрана 7 приваривается к нижней части 2 корпуса. Полость 4 между разделительной мембраной 7 и сенсором 5 заполняется жидкостью, разделительная мягкая мембрана 7 служит для передачи давления на чувствительный элемент сенсора. К нижней части 2 приваривается подсоединительный штуцер 12 для подачи давления среды.Technologically, the body of the measuring unit is made of 2 parts. A
Датчик работает следующим образом.The sensor operates as follows.
При увеличении давления в приемной полости 13 давление действует на мембрану 7, которая передает давление жидкости на сенсор 5 по каналам 9 и 10 и при этом:With increasing pressure in the
- мягкая разделительная мембрана 7 начинает перемещение одновременно с компенсационными мембранами 8 сразу при повышении давления в приемной полости 13. При этом при перемещении мембраны 7 жидкость по каналу 9 давит как на чувствительный элемент 6, так и на поверхность нижней мембраны 8 и одновременно по каналам 11 жидкость давит на верхнюю компенсационную мембрану 8. Также при этом происходит увеличение давления на чувствительный элемент 6 сенсора 5, изменение сигнала тензомоста и измерение давления.- the
Когда давление в полости 13 будет более Рmах, но меньше 1,5 Ртах, мембрана 7 сядет на нижнюю поверхность корпуса 2 и далее перемещение мембраны 7 не происходит.When the pressure in the
Поэтому в полости 4, где расположен чувствительный элемент 6, максимальное давление будет не более 1,5 Pmax, что не влияет на работоспособность сенсора 5.Therefore, in the
При понижении давления до 0 компенсационная мембрана 8 перемещает мягкую разделительную мембрану 7 обратно в исходное положение.When the pressure drops to 0, the
В сравнении с прототипом заявляемый датчик является более надежным в работе.In comparison with the prototype of the inventive sensor is more reliable in operation.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015124923A RU2606255C9 (en) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | Excessive and absolute pressure sensor with protection against high overload pressure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015124923A RU2606255C9 (en) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | Excessive and absolute pressure sensor with protection against high overload pressure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2606255C1 true RU2606255C1 (en) | 2017-01-10 |
RU2606255C9 RU2606255C9 (en) | 2017-05-03 |
Family
ID=58452476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015124923A RU2606255C9 (en) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | Excessive and absolute pressure sensor with protection against high overload pressure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2606255C9 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU206162U1 (en) * | 2021-03-30 | 2021-08-26 | Акционерное общество "Промышленная группа "Метран" (АО "ПГ "Метран") | Pressure sensor with compensation for changes in the volume of liquid during its crystallization |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6561037B2 (en) * | 2000-06-30 | 2003-05-13 | Vega Grieshaber Kg | Overload-proof pressure sensor |
RU82325U1 (en) * | 2008-12-25 | 2009-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | OVER PRESSURE SENSOR |
RU2386115C1 (en) * | 2008-12-25 | 2010-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Excess pressure sensor |
-
2015
- 2015-06-24 RU RU2015124923A patent/RU2606255C9/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6561037B2 (en) * | 2000-06-30 | 2003-05-13 | Vega Grieshaber Kg | Overload-proof pressure sensor |
RU82325U1 (en) * | 2008-12-25 | 2009-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | OVER PRESSURE SENSOR |
RU2386115C1 (en) * | 2008-12-25 | 2010-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Excess pressure sensor |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Каталог "Датчики давления" ЗАО ПГ "Метран". Вып. 12, 2013 г., стр. 160. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU206162U1 (en) * | 2021-03-30 | 2021-08-26 | Акционерное общество "Промышленная группа "Метран" (АО "ПГ "Метран") | Pressure sensor with compensation for changes in the volume of liquid during its crystallization |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2606255C9 (en) | 2017-05-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101789866B1 (en) | Retrievable pressure sensor and the a method for retrieving the same | |
US20090078054A1 (en) | Differential pressure sensor isolation in a process fluid pressure transmitter | |
US7509865B2 (en) | Pressure differential sensor comprising an excess-load membrane | |
US9291514B2 (en) | Pressure sensor having a compressible element | |
US10048152B2 (en) | Pressure transmitter with overpressure protection | |
KR101844612B1 (en) | Retrievable pressure sensor | |
US9217685B2 (en) | Pressure sensor having a compressible element | |
WO2007126491A3 (en) | Differential pressure transducer configurations including displacement sensor | |
WO2010037726A3 (en) | Method and system for monitoring waterbottom subsidence | |
US7937989B2 (en) | Device for detecting a variable for a process fluid via differential measurement | |
RU2015116534A (en) | SYSTEMS AND METHODS FOR EXTERNAL PRESSURE MEASUREMENT | |
RU2606255C1 (en) | Excessive and absolute pressure sensor with protection against high overload pressure | |
CN106546377A (en) | Pressure-gradient transducer component with overload protection | |
CN203451990U (en) | Pot type rubber support with self-test function | |
IL273837B (en) | Device and method for measuring liquid level in a container by a protected pressure sensor | |
ATE454615T1 (en) | PRESSURE TRANSMISSION DEVICE WITH PREDICTIVE CORROSION MONITORING | |
WO2010112187A3 (en) | Sealing device for a device for measuring the fill level in a pressure vessel of a nuclear facility | |
CN103822689B (en) | One transformer station portable liquid pressure type transformer oil level detecting apparatus and detection method | |
EP3134716B1 (en) | Corrosion resistant pressure module for process fluid pressure transmitter | |
DE50205473D1 (en) | PRESSURE TRANSDUCER WITH DISCONNECTED MEMBRANE AND TEMPERATURE COMPENSATION | |
US20020178824A1 (en) | Transfer fluid for pressure measurement technology and its application | |
FI20086000A0 (en) | Pressure gauge | |
JP5974256B2 (en) | Tension measuring device | |
US9645030B2 (en) | Pressure measurement sensor head | |
CN101852632B (en) | High temperature diaphragm assembly |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TH4A | Reissue of patent specification | ||
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A - IN JOURNAL: 1-2017 FOR TAG: (73) |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180625 |