SU1483297A1 - Method and apparatus for measuring pressure - Google Patents
Method and apparatus for measuring pressure Download PDFInfo
- Publication number
- SU1483297A1 SU1483297A1 SU874256675A SU4256675A SU1483297A1 SU 1483297 A1 SU1483297 A1 SU 1483297A1 SU 874256675 A SU874256675 A SU 874256675A SU 4256675 A SU4256675 A SU 4256675A SU 1483297 A1 SU1483297 A1 SU 1483297A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- pressure
- light flux
- liquid
- light
- chamber
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и позвол ет повысить точность и расширить диапазон измерений. Измер емое давление, действующее на диафрагму 3, передаетс поршню 4, а поршень давит на разделительную жидкость, котора через мембрану отверсти 6 передает давление пьезометрической жидкости, наход щейс в камере 7. Состо ние пьезометрической жидкости измен етс , в соответствии с этим мен етс и оптический сигнал, поступающий на фотоприемники 17 и 16. Сигнал далее поступает на схему 19 сравнени , показыва разницу в интенсивности рассе нного и проход щего световых потоков, что и характеризует измер емое давление. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to an instrumentation technique and permits an increase in the accuracy and an extension of the measurement range. The measured pressure acting on the diaphragm 3 is transmitted to the piston 4, and the piston presses on the separation fluid, which through the membrane of the opening 6 transfers the pressure of the piezometric fluid in the chamber 7. The state of the piezometric fluid changes, accordingly the optical signal arriving at the photodetectors 17 and 16. The signal then goes to the comparison circuit 19, showing the difference in the intensity of the scattered and transmitted light fluxes, which characterizes the measured pressure. 2 sec. and 1 h. the item of f-ly, 4 ill.
Description
j;j;
19nineteen
WW
§§
(Л(L
щu
Фиг ЧFIG H
наход щейс в камере 7. Состо ние пьезометрической ждцкости измен етс , в соответствии с этим мен етс и оптический сигнал, поступающий на фотоприемники 17 и 16. Далее сигнал поИзобретение относитс к контрольно-измерительной технике, в частности к способам и устройствам дл иэме- рени давлени , и может быть использовано , например, дл измерени как абсолютной величины атмосферного давлени , так и его малых отклонений.located in the chamber 7. The state of the piezometric luminance changes, and the optical signal to the photodetectors 17 and 16 also changes accordingly. The invention relates to instrumentation and, in particular, to measurement methods and devices. pressure, and can be used, for example, to measure both the absolute value of the atmospheric pressure and its small deviations.
Целью изобретени вл етс повышение точности и расширение диапазона измерений.The aim of the invention is to improve the accuracy and the expansion of the measurement range.
На фиг,1 изображены фазова диаграмма раствора н-пропанол-вода-хло- рид натри с двойной критической точкой; на фиг.2 - график зависимости -., интенсивности рассе нного света от давлени при углах рассе ни 90.°; на фиг.З - график зависимости коэффициента рассе ни света в растворе от давлени при углах рассе ни Fig. 1 shows a phase diagram of a solution of n-propanol-water-sodium chloride with a double critical point; Fig. 2 is a plot of -., the intensity of the scattered light versus pressure at scattering angles of 90 °; FIG. 3 is a plot of the scattering factor of light in a solution versus pressure at scattering angles.
1-5°; йа фиг.4 - устройства дл измерени давлени , общий вид.1-5 °; Figure 4 shows a device for measuring pressure, a general view.
При измерении давлени по предлагаемому способу в качестве жидкости используют раствор с двойной крити- ческой точкой, регистрируют интенсивность рассе нного света, а величину давлени определ ют из соотношени When measuring the pressure of the proposed method, a solution with a double critical point is used as a liquid, the intensity of the scattered light is recorded, and the pressure value is determined from the ratio
-bcjp-p.),-bcjp-p.),
где Р0 - давление, при котором происходит фазовый переход жидкости}where P0 is the pressure at which a liquid phase transition occurs}
f - измер емое давление;f - measured pressure;
С - посто нна , определ ема выбором конкретного раствора с двойной критической точкой;C is a constant determined by the choice of a particular solution with a double critical point;
В - посто нна , завис ща отB is constant depending on
угла рассе ни ;scatter angle;
10 - интенсивность света, -создаваема источником;10 - light intensity, -created by the source;
1р - интенсивность рассе нного1p - intensity of the scattered
света.Sveta.
Двойна критическа точка - точка на фазовой диа рамме раствора, отвеDouble critical point - point on the phase phase of the solution;
ступает на схему 19 сравнени , показыва разницу в интенсивности рассе нного и проход щего световых потоков , чтп ч характеризует измер емое давление. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 4 ил.It steps on a comparison circuit 19, showing the difference in the intensity of the scattered and transmitted light fluxes, which characterizes the measured pressure. 2 sec. and 1 hp ff, 4 ill.
Q Q
5 050
5 five
00
g g
5five
чающа сли нию двух обычных фазовых переходов 2-го рода. В случае жидких бинарных смесей известны системы, гетерогенное (расслоенное) состо ние которых находитс между верхней Тв и нижней Тн критическими температурами (фиг.1),which is a fusion of two ordinary phase transitions of the second kind. In the case of liquid binary mixtures, systems are known whose heterogeneous (stratified) state is between upper TV and lower Tn critical temperatures (Fig. 1),
Наиболее оптимальным режимом осуществлени способа Авл етс регистраци интенсивно.сти рассе нного под углом 1-5° к оптической оси вход щего в жидкость светового потока, т.е. в таких угловых пределах, где распола1- гаетс первый интерференционный максимум кольцевой структуры рассе ни , возникающий вблизи двойной критической точкивThe most optimal mode of implementation of the method is the registration of intensely scattered at an angle of 1-5 ° to the optical axis of the luminous flux entering the liquid, i.e. in such angular limits, where the first interference maximum of the scatter ring structure is located, arising near the double critical point
С целью расширени диапазона измер емого давлени регистрацию рассе нного света провод т под утлом 90 к направлению вход щего светового потока.In order to extend the range of the measured pressure, the registration of scattered light is conducted under the fragile 90 to the direction of the incoming light flux.
Способ позвол ет регистрировать изменение давлени со средней чувствительностью 10 атм, причем при регистрации рассе ни света под углом 1-5° чувствительность способа возрастает в 100 раз по сравнению со средним значением чувствительности, при рассе нии света под углом 90° .. . увеличиваетс предел измерени давлени до значени 10 атм.The method allows recording a pressure change with an average sensitivity of 10 atm. Moreover, when registering light scattering at an angle of 1-5 °, the sensitivity of the method increases by 100 times compared to the average sensitivity value, while scattering light at an angle of 90 °. The pressure measurement limit is increased to a value of 10 atm.
Устройство дл реализации предлагаемого способа (фиг.4) состоит из корпуса с нижней термостатирующей частью. Верхнюю часть корпуса 1 посредством упругих пластин 2 герметично закрывает диафрагма 3, котора соединена с поршнем 4. Последний входит в цилиндрическую втулку 5 корпуса 1 , в свою очередь, соединена с отверстием камеры 6, котора заполнена раствором н-проианол-вода-хлорид натри . Отверстие перекрыто мембраной 7 из полимерной пленки, а пространство втулки 5 между мембраной 7 .отверсти и поршнем 4 заполнено разделительной жидкостью. Камера 6 выполнена с оптическими окнами 8-10 и The device for the implementation of the proposed method (figure 4) consists of a housing with a lower thermostatic part. The upper part of the housing 1 by means of elastic plates 2 hermetically closes the diaphragm 3, which is connected to the piston 4. The latter enters the cylindrical sleeve 5 of the housing 1, in turn, is connected to the opening of the chamber 6, which is filled with a solution of n-propanol-water-sodium chloride. The hole is blocked by a membrane 7 of a polymer film, and the space of the sleeve 5 between the hole 7 membrane and the piston 4 is filled with a separating fluid. Camera 6 is made with 8-10 optical windows and
имеет вмонтированные световоды 1 1 . Дл предотвращени попадани воздуха (пузырька) под поршень и создани необходимого начального гидростатического давлени сверху цилиндрической втулки 5 установлен бачок 12 с маслом . Клапан 13 служит дл регулировани рабочего давлени в камере 6.has built-in optical fibers 1 1. To prevent the air (bubble) from falling under the piston and to create the necessary initial hydrostatic pressure, a reservoir 12 with oil is installed on top of the cylindrical bushing 5. The valve 13 serves to regulate the working pressure in the chamber 6.
Устройство имеет источник 14 лазерного излучени , установленный пе- ред входным окном 8, фотоприемники 15 и 16, размещенные за окнами 9 и 10 соответственно, причем диаметры окна 9 и фотоприемника 14 св заны с рассто нием последних до области рас- се ни в- растворе соотношени ми: d и 0,01712, на выходе излучени из окна 9 установлены дополнительный фотоприемник 17 и ослабитель в виде диафрагмы 18. Выходы фотоприемников 15, 16 и 17 подсоединены к блоку 19 сравнени .The device has a laser radiation source 14 installed in front of the entrance window 8, photodetectors 15 and 16 placed behind windows 9 and 10, respectively, and the diameters of the window 9 and the photodetector 14 are related to the distance of the latter to the scattering region ratios: d and 0,01712, at the radiation output from window 9, an additional photodetector 17 and an attenuator in the form of an aperture 18 are installed. The outputs of photodetectors 15, 16 and 17 are connected to a comparison unit 19.
Состав пьезоэлектрической жидкости подобран таким, что при заданной температуре и исходном давлении жид- костна среда находитс в гомогенном состо нии вблизи двойной критической точки. Давление, действующее на диафрагму 3, передаетс поршню 4, свободно перемещающемус в пространстве цилиндрической втулки 5. Перемеща сь при измерении давлени , поршень 4 давит на разделительную жидкость, котора через мембрану 7 отверсти передает давление пьезометрической жидкости, наход щейс в камере 6, создава в ней избыточное давление. Состо ние пьезометрической жидкости измен етс , в соответствии с этим изменением измен етс и оптический сиг- нал, поступающий на фотоприемники 16 и 16 Сигнал с фотоприемников 15 и 17 поступает на схему 19 сравнени , показыва разницу в интенсивност х рассе нного и проход щего световых потоков. Последний вл етс опорным сигналом дл выделени полезного светового сигнала 10 . Така схема вклю-.- чени позвол ет свести к минимуму эффекты ослаблени рассе нного света вблизи двойной критической точки, так как ослабление рассе нного света компенсируетс ослаблением проход щего света. Таким образом, сигнал разбаланса схемы сравнени пропорционален приложенному давлению. При работе фотоприемника 16 не работает фотоприемник 17, и наоборот. Регистраци рассе нного под углом 1-5°света осуществл етс путем экранировани , световых лучей под углами, удовлетвор ющими условию . Экранирование лучей, рассе нных под углом менее 1°, обеспечиваетс лицевой (входной ) частью фотоприемника, расположенного на оптической оси, имеющей входную апертуру 1°, Экранирование лучей, рассе нных под углом более 5° обеспечиваетс величиной апертуры выходного окна корпуса,- составл ющей 5.The composition of the piezoelectric fluid is selected such that at a given temperature and initial pressure, the fluid is in a homogeneous state near the double critical point. The pressure acting on the diaphragm 3 is transmitted to the piston 4, freely moving in the space of the cylindrical sleeve 5. Moving when measuring pressure, the piston 4 presses on the separating fluid, which through the membrane 7 of the hole transfers the pressure of the piezometric fluid inside the chamber 6, creating her excess pressure. The condition of the piezometric liquid varies, and the optical signal applied to the photodetectors 16 and 16 changes according to this change. The signal from the photodetectors 15 and 17 goes to the comparison circuit 19, showing the difference in the scattered and transmitted light fluxes. . The latter is a reference signal for emitting a useful light signal 10. Such an inclusion scheme minimizes the effects of attenuating the scattered light near the double critical point, since attenuation of the scattered light is compensated for by attenuating the transmitted light. Thus, the imbalance signal of the comparison circuit is proportional to the applied pressure. When the photodetector 16 is in operation, the photodetector 17 does not work, and vice versa. The registration of light scattered at an angle of 1-5 ° is carried out by shielding the light rays at angles that satisfy the condition. The shielding of rays scattered at an angle of less than 1 ° is provided by the front (input) part of the photodetector located on the optical axis having an entrance aperture of 1 °. The shielding of rays scattered at an angle of more than 5 ° is provided by the size of the output window aperture of the housing - component five.
Как видно из фиг.З, зависимость значений коэффициента рассе ни 1/1э R от величины изменени давлени стремитс к бесконечности при (в уравнении (1) константа В - 0) , Это обсто тельство позвол ет регистрировать малые изменени давлени . Действительно, при реально достижимом значении ДР 0,1 атм значение ДЕ/ДР «2-Ю2 (фиг.З) и, учитыва , что существующие; (дифференциальные ) методы регистрации изменени светового потока легко обеспечивают чувствительность в определении 10-10 , получают чувствительность способа по давлению Р 10 - 10 Па (0 6-10 7 атм).As can be seen from FIG. 3, the dependence of the values of the scattering coefficient 1/1 e R on the magnitude of the pressure change tends to infinity with (in equation (1) the constant B - 0). This circumstance makes it possible to record small pressure changes. Indeed, with a really achievable DR value of 0.1 atm, the DE / DR value is “2-U2 (FIG. 3) and, taking into account that the existing; The (differential) methods for detecting changes in luminous flux easily provide sensitivity in the determination of 10–10; the sensitivity of the method is obtained from the pressure P 10 - 10 Pa (0 6–10 7 atm).
При рассе нии под углом 90 величина рассе ни остаетс конечной (фиг.2), что ограничивает чувствительность по давлению на уровне 10 атм. Однако благодар отсутствию паразитного света от стенок световодов , который имеет место при рассе нии под другими, в том числе малыми : углами, создаетс возможность дл наблюдени рассе ни в более широком диапазоне интенсивностей (включа малые интенсивности), т.е. измер ть давлени в широком диапазоне 10 - I О3 атм. Ограничени по давлению при малых углах возникают по следующим причинам: нижний предел (0L,1 атм) - в св зи с тем обсто тельством, что при этих значени х давлений при за- данных температурах двойной критической , точки (45°С) раствор закипает, .верхний обусловлен наличием под малыми углами блика (отражений от стенок световодов), по интенсивности сравнимого с рассе нием при атмWhen scattered at an angle of 90, the magnitude of the scatter remains finite (Fig. 2), which limits the pressure sensitivity to 10 atm. However, due to the absence of parasitic light from the walls of the optical fibers, which occurs when scattered from other angles, including small ones, makes it possible to observe scattering in a wider range of intensities (including low intensities), i.e. measure pressures in a wide range of 10 - I O3 atm. Restrictions on pressure at small angles arise for the following reasons: the lower limit (0L, 1 atm) - due to the fact that at these pressure values at given temperatures of double critical, point (45 ° C), the solution boils , the upper one is due to the presence of flare at small angles (reflections from the optical fiber walls), which is comparable in intensity to scattering at atm
При взаимно перпендикул рном рас положении световодов входного и выходного излучений, т.е. регистрации рассе нного под 90° света при чувствительности в определении давлени , равной атм одновременно расшир етс диапазон измер емых давлений до 10а атм,With the mutually perpendicular distribution of the fibers of the input and output radiation, i.e. registering the light scattered under 90 ° with a sensitivity in determining pressure equal to atm, the range of measured pressures simultaneously expands to 10 a atm,
Изобретение может использоватьс JQ в услови х интенсивных электромагнитных полей, кроме того, измерение авлени осуществл етс с использованием компактного малогабаритного устройства,15The invention can be used JQ under conditions of intense electromagnetic fields, in addition, the measurement of the augmentation is carried out using a compact small-sized device, 15
ормула изобретени formula of invention
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874256675A SU1483297A1 (en) | 1987-06-04 | 1987-06-04 | Method and apparatus for measuring pressure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874256675A SU1483297A1 (en) | 1987-06-04 | 1987-06-04 | Method and apparatus for measuring pressure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1483297A1 true SU1483297A1 (en) | 1989-05-30 |
Family
ID=21308786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874256675A SU1483297A1 (en) | 1987-06-04 | 1987-06-04 | Method and apparatus for measuring pressure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1483297A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108431569A (en) * | 2015-09-29 | 2018-08-21 | H·布卢姆 | Device for pressure measurement |
-
1987
- 1987-06-04 SU SU874256675A patent/SU1483297A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 136941, кл. G 01 L 11/00, 1960. Патент DE N° 3405026, кл. G 01 L 11/00, 1986. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108431569A (en) * | 2015-09-29 | 2018-08-21 | H·布卢姆 | Device for pressure measurement |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5396325A (en) | Optical sensor | |
US4322979A (en) | Optical device for measuring slight differences of pressure by means of a change in light intensity | |
US5396805A (en) | Force sensor and sensing method using crystal rods and light signals | |
US4650992A (en) | Optical sensor constituting a light transmissive medium with luminescent particles | |
EP1381843A4 (en) | Optical bubble detection system | |
WO1993006773A3 (en) | System for disabling oximeter in presence of ambient light | |
EP1748290A1 (en) | A device and a system for measuring forces | |
SU1483297A1 (en) | Method and apparatus for measuring pressure | |
US4042304A (en) | Christiansen effect detector | |
ES2069136T3 (en) | PHOTOMETRIC MEASUREMENT INSTALLATION. | |
US3946224A (en) | Method and device for detecting the passage of objects | |
EP0184270A3 (en) | Fiber coupler displacement transducer | |
JPS60501125A (en) | Method and device for measuring suspended solids content in a fluid medium | |
EP1054252A3 (en) | Optical measuring device for the determination of transmitted and scattered radiation | |
EP0538031A2 (en) | Method and device for detecting an interface | |
JPH0261080B2 (en) | ||
JPS55142220A (en) | Device for measuring wavelength | |
SU1366922A1 (en) | Nephelometer | |
JPH068724B2 (en) | Optical detector | |
JPS5760239A (en) | Pressure sensor | |
SU1326561A1 (en) | Device for changing concentration of active silt in waste water | |
SU1717973A1 (en) | Device for measuring power of transmitted laser radiation | |
SU1508170A1 (en) | Fibre-optical thermoanemometer | |
RU2037809C1 (en) | Gas analyzer | |
JPS582602A (en) | Optical displacement detector |