SU1108342A1

SU1108342A1 - Pressure pickup

Info

Publication number: SU1108342A1
Application number: SU823405900A
Authority: SU
Inventors: Владимир Георгиевич Кравцов; Игорь Валентинович Корольков; Андрей Иванович Журавлев
Original assignee: Предприятие П/Я А-1874
Priority date: 1982-03-12
Filing date: 1982-03-12
Publication date: 1984-08-15

Abstract

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий герметичный корпус, в котором установлены упругий цилиндрический резонатор с тонкостенным активным участком и дном, система возбуждени и съема колебаний и подвод щий отличающийс штуцер, тем, что, с целью повышени точности измерени за счет исключени вли ни присоединенной массы измер емой среды на колебани резонатора, в него введена пола цилиндрическа вставка с торцовым фланцем и открытым концом, коаксиально расположенна с зазором внутри резонатора, фланец которой закреплен в корпусе со стороны подвод щего штуцера, а открытый конец расположен в полости резонатора с зазором относительно дна и соединен с внутренней стенкой резонатора с помощью эластичного герметизирующего элемента, при этом внутренн полость резонатора и полость корпуса соединены между собой кана (Л лом, выполненным во фланце вставки, и вакуумированы, причем внутренн полость вставки сообщена с измер емой средой. § 00 со 4 ЮA PRESSURE SENSOR containing a hermetic case in which an elastic cylindrical resonator with a thin-walled active section and a bottom is installed, an excitation and pickup system and supplying a different fitting in on the resonator oscillations, a cylindrical insert with an end flange and an open end is inserted into it, coaxially arranged with a gap inside the resonator, the flange of which is fixed in the housing with The open end is located in the cavity of the resonator with a gap relative to the bottom and is connected to the internal wall of the resonator by means of an elastic sealing element; evacuated, and the inner cavity of the insert is in communication with the measured medium. § 00 from 4 S

Description

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения давления.The invention relates to measuring equipment and is intended for measuring pressure.

Известны датчики давления, содержащие упругий резонатор, систему $ съема и возбуждения колебаний1].Known pressure sensors containing an elastic resonator, a system of $ removal and excitation of oscillations1].

Недостаток этих устройств - влияние изменения плотности контролируемой среды на точность измерения давления.The disadvantage of these devices is the effect of changes in the density of the controlled medium on the accuracy of pressure measurement.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик давления с частотным выходом, содержащий корпус, цилиндрический резонатор, постоянные магниты системы возбуждения и съема колебаний ^2^.The closest technical solution to the invention is a pressure sensor with a frequency output, comprising a housing, a cylindrical resonator, permanent magnets of the excitation and vibration system ^ 2 ^.

Данное устройство характеризуется недостаточной высокой точностью измерения давления вследствие влия-. ния на измерения присоединенной маесы среды.This device is characterized by insufficient high accuracy of pressure measurement due to the influence of. measurements on the attached mass of the medium.

Цель изобретения - повышение точности измерения давления за счет исключения влияния присоединенной массы измеряемой среды на колебания резона-₂₅тора.The purpose of the invention - the pressure increase measurement accuracy by eliminating the influence of the added mass of the medium on the oscillation resonator ₂₅ of the torus.

Указанная цель достигается тем, г что в датчик давления, содержащий герметичный корпус, в котором установлены упругий цилиндриче„ 30 скии резонатор с тонкостенным активным участком и дном, система возбуждения и съема колебаний и подводящий штуцер, введена полая цилиндрическая вставка с торцовым фланцем и открытым концом, коаксиально рас- 35 положенная с зазором внутри резонатора, фланец которой закреплен в корпусе со стороны подводящего штуцера, а открытый конец расположен в полости резонатора с зазором относительно дна и соединен с внутренней стенкой резонатора с помощью эластичного герметизирующего элемента, при этом внутренняя полость резонатора и полость корпуса соедине-⁴⁵ны между собой каналом, выполненным во фланце вставки, и вакуумированы, причем внутренняя полость вставки сообщена с измеряемой средой.This goal is achieved by the fact that a hollow cylindrical insert with an end flange and an open end is introduced into the pressure transducer containing a sealed housing in which an elastic cylindrical cavity with a thin-walled active section and a bottom, a vibration excitation and removal system, and a supply fitting are installed; , coaxially located with a gap inside the resonator, the flange of which is fixed in the housing from the supply nozzle side, and the open end is located in the cavity of the resonator with a gap relative to the bottom and connected to the inside enney wall of the cavity via an elastic sealing element, wherein the inner cavity of the resonator and the housing cavity ⁴⁵ us compounds by a channel formed in the flange parts, and evacuated, the inner cavity of the insert communicates with the process fluid.

На чертеже приведен вариант предлагаемого устройства, общий вйд.The drawing shows a variant of the proposed device, the overall ID.

Устройство содержит упругий резонатор 1 с тонкостенным цилиндрическим активным участком и дном 2, жестко закрепленный на вставке 3. Вставка 3 жестко закреплена в корпусе 4. Дно резонатора 2 соединено со вставкой 3 гибким герметизирующим элементом 5. Внутренняя полость 6 и внешняя полость 7 резонатора 1 соединены каналом 8 во вставке 3 и вакуумированы. Во внешней полости 7 размещена система съема и возбуждения колебаний 9. Штуцер 10 присоединен к корпусу 4 с помощью винтов 11 и 12 и герметизирующей резиновой прокладки 13.The device comprises an elastic resonator 1 with a thin-walled cylindrical active portion and a bottom 2, rigidly fixed to the insert 3. The insert 3 is rigidly fixed in the housing 4. The bottom of the resonator 2 is connected to the insert 3 by a flexible sealing element 5. The inner cavity 6 and the outer cavity 7 of the resonator 1 are connected channel 8 in insert 3 and evacuated. In the external cavity 7 there is a system for removing and exciting vibrations 9. The fitting 10 is connected to the housing 4 by means of screws 11 and 12 and a sealing rubber gasket 13.

Гибкий герметизирующий элемент 5 выбирается таким образом, чтобы его жесткость в осевом направлении были примерно на три порядка меньше, чем у упругого резонатора(тогда под влиянием нестабильности его -параметров на точность измерения давления можно пренебречь) Этому условию удовлетворяют мягкие сварные сильфоны, манжетные мембраны и др.The flexible sealing element 5 is selected so that its axial stiffness is approximately three orders of magnitude lower than that of the elastic resonator (then, under the influence of the instability of its parameters on the accuracy of pressure measurement, neglected welding conditions) This condition is met by soft welded bellows, cuff membranes, and other

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Контролируемая среда подается через штуцер 10 и измеряемое давление создает силу, действующую на дно резонатора 1 . Эта сила создает осевые напряжения в стенках резонатора.The controlled medium is supplied through the nozzle 10 and the measured pressure creates a force acting on the bottom of the resonator 1. This force creates axial stresses in the cavity walls.

Система съема и возбуждения колебаний, усилитель и резонатор образуют электромеханическую автоколебательную систему, которая возбуждает в резонаторе механические колебания на собственной частоте, соответствующей созданным осевым напряжениям в стенках резонатора и выбранной форме колебаний. Частота выходного электрического сигнала меняется с изменением давления и не зависит от изменения плотности контролируемой среды.The system of removal and excitation of oscillations, an amplifier and a resonator form an electromechanical self-oscillating system that excites mechanical vibrations in the resonator at an eigenfrequency corresponding to the generated axial stresses in the cavity walls and the selected oscillation form. The frequency of the output electrical signal changes with pressure and does not depend on changes in the density of the controlled medium.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет за счет устранения влияния изменения плотности контролируемой среды на точность измерения давления за счет повышения добротности уменьшить погрешность измерения давления.Thus, the use of the proposed device allows, by eliminating the influence of changes in the density of the controlled medium on the accuracy of measuring pressure by increasing the quality factor, to reduce the error in measuring pressure.

ВНИИПИ Заказ 5854/30 Тираж 823 ПодписноеВНИИПИ Order 5854/30 Circulation 823 Subscription

Филиал ППП Патент, г. Ужгород,ул.Проектная, 4Branch of PPP Patent, Uzhhorod, Project 4,

Claims

A PRESSURE SENSOR containing a sealed housing in which an elastic cylindrical resonator with a thin-walled active section and a bottom is installed, an excitation and vibration removal system and a supply fitting, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy by eliminating the influence of the attached mass of the medium to be measured on oscillations of the resonator, a hollow cylindrical insert with an end flange and an open end is inserted into it, coaxially located with a gap inside the resonator, the flange of which is fixed in the housing from the side the inlet fitting, and the open end is located in the cavity of the resonator with a gap relative to the bottom and is connected to the inner wall of the resonator using an elastic sealing element, while the inner cavity of the resonator and the cavity of the housing are interconnected by a channel made in the insert flange and are evacuated, and the inner cavity the insert is communicated with the measured medium.

SU „, .1108342

ΞΓ 51 k

3 2h \

SZZ & l 2 ί 1108342 2