SU640155A1 - Устройство дл измерени давлени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области контрольно-измерительной техники, в частности к устройствам дл  измерени  давлени .

Известны устройства дл  измерени  давлени , содержащие колебательную pesoнансную систему, котора  включает колеблющийс  элемент в цепи положительной обратной св зи усилител . Таким элементом может быть струна, пластина, камертон и т. п., способные измен ть собственную резонансную частоту при внешнем механическом воздействии .

Недостатками такого устройства  вл етс  ограниченный динамический диапазон изменени  частоты на выходе и низка  чувствительность , поскольку частота колебаний системы, основанной на механическом резонансе, обычно лежит в пределах звукового диапазона и не может быть увеличена из-за технологических трудностей.

Наиболее близкое к изобретению техническое рещение-устройство дл  измерени  давлени , содержащее соединенные между собой и частично заполненные жидкостью две камеры разного сечени  {2. В этом устройстве в качестве колебательной системы используетс  полуволновый акустический резонатор. Соединенный с измер емой средой резонатор возбуждаетс  с помощью электроакустических преобразователей в

пепи положительной обратной св зи усилител , образу  электроакустический генератор .

Недостатком устройства  вл етс  его низка  чувствительность из-за большой длины резонатора и относительно большие габариты устройства, определ емые длиной акустического резонатора.

Цель изобретени  - повышение чувствительности зстройства дл  измерени  давлени  и уменьшение его габаритов путем уменьшени  длины акустического резонатора .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержашем соединенные между собой и частично заполненные жидкостью две камеры разного сечени , одна из которых  вл етс  полуволновым акустическим резонатором и включена в цепь положительной обратной св зи усилител  носредством электроакустических преобразователей , в камере меньшего сечени  на границе раздела сред установлена мембрана, снабженна  жестким центром.

Claims (2)

1. Такое выполнение позвол ет уменьшить длину резонатора, так как максимально возможное дл  данного устройства изменение длины резонатора определ етс  прогибом центра мембраны, что приводит к повышению чувствительности устройства дл  измерени  давлени  и уменьшению его габаритов . На чертеже показана принципиальна  схема устройства дл  измерени  давлени . Устройство состоит из камеры 1 с номещенной внутри камерой 2, электроакустических преобразователей 3, усилител  4 и регистратора 5. В камере 2 закреплена мембрана 6 с жестким центром 7, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру камеры 2. Полость над мембраной в камере 2 имеет патрубок 8 дл  сообщени  ее с измер емой средой. Полость 9 под мембраной соединена с внутренней полостью камеры 1 через отверстие 10 в корпусе камеры 2. Полость 9 служит полуволновым акустическим резонатором. Она заполнена жидкостью и через электроакустические преобразователи 3 включена в цепь положительной обратной св зи усилител  4, образу  с ними электроакустический генератор . Камера 1 заполнена рабочей жидкостью и газом и  вл етс  компенсационной . Газова  полость в ней необходима дл  компенсации изменени  объема рабочей жидкости при прогибе мембраны 6 в камере 2 или изменении температуры среды. Объем жидкости в камере 1, диаметр и место расположени  соединительного отверсти  10 в корпусе камеры 2 выбраны такими, что попадание газа в полость 9 (полуволновый акустический резонатор) исключаетс  при любом положении устройства . Дл  заполнени  устройства примен етс  жидкость, провод ща  ультразвуковые колебани  и имеюща  температурный коэффициент скорости звука, близкий к нулю, например водный раствор спирта. Электроакустические преобразователи 3 выполнены из пьезоэлектрического материала . Регистратором 5 служит стандартный частотомер. Устройство работает следующим образом . Полуволновый акустический резонатор 9 возбуждаетс  с помощью электроакустических преобразователей 3, образу  электроакустический генератор. Частота колебаний генератора определ етс  соотнощением где с - скорость звука в среде, заполн ющей резонатор 9; /о - длина резонатора 9. При подаче измер емого давлени  Р в полость над мембраной происходит прогиб мембраны, и длина резонатора измен етс  на величину А/. Изменение длины резонатора А/ св зано с величиной измер емого давлени  Р соотношением А/ Л где R - радиус мембраны; d - толщина мембраны; Е - модуль упругости; А - коэффициент, завис щий от коэффициента Пуассона ц и отношени  радиусов мембраны и ее жесткого центра. Изменение длины резонатора вызывает изменение частоты колебаний акустического генератора. Согласно выражени м (1) и (2) частота акустического генератора определ етс  выражением л ftл. / 2 (/о -ДО Таким образом, измер   частоту f электроакустического генератора посредством регистратора 5, можно определ ть величину давлени  Р. Использование в устройстве в качестве отражател  акустического резонатора мембраны, расположенной в камере меньщего диаметра на границе раздела сред и снабженной жестким центром, позвол ет обеспечить посто нство акустических свойств резонаторов, уменьшение величины возможного изменени , длины резонатора, что приводит к повыщению чувствительности н уменьшению габаритов устройства. Формула изобретени  Устройство дл ,измерени  давлени , содержащее соединенные между собой и частично заполненные жидкостью две камеры разного сечени , одна из которых  вл етс  полуволновым акустическим резонатором и включена в цепь положительной обратной св зи усилител  посредством электроакустических преобразователей, отличающеес  тем, что, с целью повышени  чувствительности и уменьшени  габаритов, в камере меньшего сечени  на границе раздела сред установлена мембрана, снабженна  жестким центром. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.И. А. Горенштейн Гидростатические частотные датчики первичной информации. М., «Машиностроение, 1976, с. 12-17.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 317934, кл. G OIL 11/00, 1970.