SU1560997A1 - Датчик давлени с частотным выходным сигналом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам давлени  жидких и газообразных сред. Цель изобретени  - повышение чувствительности. На дне 2 корпуса 1 закреплен один конец сильфона 8, другой конец которого св зан с резонатором 3. Внутри резонатора 3 размещены устройства возбуждени  5 и съема 6 колебаний, а также тонкостенный цилиндр 14. В середине цилиндра 14 закреплен кольцевой магнит 19, расположенный на уровне свободного торца резонатора 3. Тонкостенный цилиндр 10 закреплен кольцевыми буртами 24,25 на корпусе 1. Кольцевой магнит 12 установлен на внутренней поверхности цилиндра 10 и размещен на уровне середины тонкостенного участка резонатора 3. Полость 15 цилиндра 14 сообщена с приемной полостью датчика. Под действием давлени  жесткость резонатора уменьшаетс , сильфон 8 перемещаетс  вверх. Магнит 19 приближаетс  к центру резонатора 3, а магнит 12 удал етс , в св зи с чем частота колебаний резонатора уменьшаетс . Внутренн   поверхность цилиндра 10 и магнит 12 удал ютс  от резонатора 3, а внешн   поверхность цилиндра 14 и магнит 19 приближаютс  к нему, что также способствует уменьшению частоты колебаний резонатора. В результате действи  перечисленных факторов чувствительность датчика повышаетс .

Description

бедного торца резонатора 3. Тонкостенный цилиндр 10 закреплен кольцевыми буртами 24,25 на корпусе 1. Кольцевой магнит 12 установлен на внутренней поверхности цилиндра 10 и размещен на уровне середины тонкостенного участка резонатора 3. Полость 15 цилиндра 14 сообщена с приемной полостью датчика. Под действием давлени  жесткость резонатора уменьшаетс , сильфон 8 перемещаетс  вверх. Магнит 19 приближаетс  к центру резонатора 3, а магнит 12 удал етс , в св зи с чем частота колебаний резонатора уменьшаетс . Внутренн   поверхность цилиндра 10 и магнит 12 удал ютс  от резонатора 3, а внешн   поверхность цилиндра 14 и магнит 19 приближаютс  к нему, что также способствует уменьшению частоты колебаний резонатора. В результате действи  перечисленных факторов чувствительность датчика повышаетс , 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике, в частности к датчикам давлени  жидких и газообразных сред.

Цель изобретени  - повышение чувствительности .

На фиг.1 представлено устройство, общий вид, на фиг.2 разрез А-А па фиг. 1 .

Датчик содержит корпз С 1 с дном 2 В корпусе 1 размешен резонатор 3, выполненный в виде стакана из ферромагнитного материала с тонкостенным ци- (Линдрическим участком 4, с устройствами возбуждени  5 и съема 6 колебаний резонатора 3, который открытым торцом 7 соосно установлен на силь- фоне 8, установленном другим своим торцом на дне 2 корпуса 1. Устройства возбуждени  5 и съема 6 колебаний размещены на держателе 9, закрепленном на дне 2 и размещенном в полости (резонатора 3« В корпусе 1 размещен тонкостенный цилиндр 10, который со стенкой корпуса образует камеру 11. На стенке цилиндра 10 размещен кольцевой магнит 12 на уровне середины стенки 4 резонатора. В полости 13 резонатора 3 коаксиалыш резонатору размещен тонкостенный цилиндр 14, образующий с поверхностью охватываемог им держател  9 полость 15, котора  каналом 16 соединена с приемной камерой 17, снабженной подвод щим1 измер емую среду штуцером 18. На наружной поверхности цилиндра 14 закреплен кольцевой магнит 19 на уровне торца 7 резонатора 3. Кольцевой магнит 12 (фиг.2) выполнен в виде кольцевых сегментов 20, каждый из которых закреплен а своей средней час- ги на стенке цилиндра 10 с помощью Пиитов 21. Кольцевой магнит 19 так

0

5

0

5

5

0

0

5

же выполнен в виде кольцевых сегментов 22, каждый из которых укреплен на стенке цилиндра 14 в своей средней части с помошью винтов 23.

Цилиндры 10 и 14 снабжены кольцевыми буртами 24,25 и 26,27, установленными на их торцах. Кольцевые бурты 24 и 25 закреплены на внешней поверхности цилиндра 10 и св заны с корпусом 1. Кольцевые бурты 26 и 27 закреплены на внутренней поверхности цилиндра 14 и св заны с держателем 9.

Датчик давлени  работает следующим образом.

Давление измер емой среды воздействует на наружную поверхность цилиндрической стенки 4 резонатора, котора  приводитс  в колебательное состо ние с помощью электромагнита 6. Съем колебаний производитс  с помощью электромагнита 6. Под вли нием наружного давлени  жесткость резонатора уменьшаетс  и частота колебаний на выходе датчика уменьшаетс . Одновременно уменьшение жесткости резонатора происходит вследствие воздействи  давлени  на стенку цилиндра 10, котора  увеличивает свой диаметр, отодвига  закрепленный на ней кольцевой магнит 12 от стенки 4 резонатора . Под действием измер емого давлени , поступающего по каналу 16 в полость 15 циливдра 14, его стенка увеличивает диаметр и укрепленный на ней кольцевой магнит 19 приближаетс  к стенке резонатора, уменьша  его жесткость. Под действием давлени  в ,приемной полости 17 сильфона 8 сжимаетс  и резонатор перемещаетс  в направлении дна 2 корпуса 1, что приводит к перемещению стенки резонатора относительно кольцевых магнитов 12 и 19. При этом действие наружI

ного магнита 12 ослабевает, а внутреннего магнита 19 возрастает, поскольку действие магнитов на стенку 4 определ етс  их рассто нием от середины цилиндрического участка 4. Максимальнее действие наблюдаетс  при расположении кольцевого магнита посередине этого участка, а минимальное - на конце этого участка. Следовательно , за счет относительного продольного перемещени  резонатора относительно кольцевых магнитов жесткость резонатора при повышении давлени  дополнительно уменьшаетс .

В результате от одновременного действи  п ти факторов (давлени  на стенку 4 резонатора, радиального перемещени  двух магнитов относительно резонатора и продольного перемещени  резонатора относительно двух магнитов ) выходна  частота колебаний резонатора уменьшаетс  при повышении давлени  измер емой среды. По этой частоте суд т об измер емом давлении. Полости 11 и 13 соедин ютс  с атмосферой при измерении избыточного давлени  или вакуумируютс  при измерении абсолютного давлени .

Выполнение кольцевого магнита в виде кольцевых сегментов позвол ет исключить жесткость магнита в виде кольца и соответственно увеличить величину радиального перемещени  магнитов . Крепление сегментов в средней части позвол ет максимально исключить ве ние жесткости сегментов на вели гну их радиал ного перемещени , В

-r-.-t случае их перемещение фактически зависит от жесткости стенки цилиндров 10 и 14.

Claims (2)

1. Датчик давлени  с частотным выходным сигналом, содержащий цилиндрический корпус с дном и подвод щим каналом., размещенный в корпусе и вы1560997

10

15

20

полненный из ферромагнитного материала резонатор в виде стакана с цилиндрическим участком, внутри которого размещено устройство возбуждени  и съема колебаний, закрепленного на держателе с основанием, и два кольцевых магнита, установленных коаксиально с резонатором, один из которых расположен внутри резонатора, а другой - снаружи, причем наружна  поверхность резонатора и стенка корпуса образуют приемную полость, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности, он снабжен силь- йюном и двум  тонкостенными цилиндра, ми с кольцевыми буртами на торцах, установленными коаксиально с резонатором , при этом бурты одного тонкостенного цилиндра размещены на его внешней поверхности и скреплены с внутренней поверхностью корпуса, а бурты другого тонкостенного цилиндра размещены на внутренней его поверхности и закреплены на держателе, при этом один торец сильфона соединен с открытым торцом резонатора, а другой его торец закреплен на основании держател , в держателе выполнен канал, 3Q с ообщающий приемную полость с полостью второго цилиндра, при этом второй магнит закреплен на внутренней поверхности первого цилиндра и размещен на уровне середины цилиндрического участка резонатора, а первый магнит установлен на внешней поверхности второго цилиндра и размещен на 1роьне открытого торца резонатора,

2. Датчик по п.1, о тли ч а ю- и и и с   тем, что кольцевые магниты выполнены в виде кольцевых сегментов .

3, Датчик по пп.1и2, отличающийс  тем, что кольцевые сегменты закреплены на стенках цилиндров в средней части каждого сегмента .

25

35

40

45

Фиг. 2

Редактор Л.Пчолинска 

Составитель Е.Шва 

Техред Л. Сердюкова Корректор В.Кабаций

Заказ 974

Тираж 459

ВНЙИЛИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35 Раушска  наб„г д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

п

Подписное