SU779829A1 - Пьезоэлектрический манометр - Google Patents

Description

(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МАНОМЕТР

1

Изобретение относитс  к области измерительной-техники, в частности к области измерени  давлений и перепадов давлений, и может использоватьс  дл  св зи объектов технологического контрол  с управл ющими вычислительными комплексами автоматизированных систем управлени .

Известны пьезоэлектрические манометры , в которых пьезоэлемент соединен с генератором электрических колебаний и измерительным прибором 1.

Измер емое.давление прикладываетс  к пьезоэлементу через демпфирующие прокладки .или через м гкие оболочки . Эти манометры позвол ют измер ть статическое давление.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  пьезоэлектрический манометр, содержащий корпус, пьезопреобразователь, электрический генератор, измеритель выходного сигналаи воспринимающий давление .злемент {2.

Генератор возбуждает пьезоэлемент на резонансной частоте радиальной моды колебаний. Измер емое давление через м гкую оболочку сжимает пьезоэлемент , уменьша  амплитуду его меха . нических колебаний и соответственно выходное напр жение, фиксируемое измерительным прибором. Данный пьезоэлектрический манометр примен етс  дл  измерени  динамически и стати5 ческих давлений.

К недостаткам известного манометра следует отнести то, что манометр имеет аналоговый выход и следов артельно дл  соГласовантй  егос ЦВМ в автоматизированных системах необходимы специальные преобразователи Г

Кроме того, у известного пьезоэлектрического манометра ограничен диапазон измерени  давлений в области больших значений.

Целью изобретени   вл етс  расши- . рение диапазона измер емых давлений и обеспечение импульсного выходного сигнала. Т

20 Дл  достижени  указанной цели в известное устройство введен мультивибратор , выполненный в виде блока из двух шестерен разного диаметра, упругого элемента, взаимодействующего с большей шестерней, и зубчатой рейки, взаимодействующей с меньшей шестерней и шарнирно соединенной с воспринимающим давление элементом, а пьеэопреобразователь выполнен в

Claims (2)

1. 30 виде двух пьезоэлементов, жестко сое37 диненных соответственно с входными сечени ми двух конических концентраторов , точка сочленени  вершин которых соединена с упругим элементом мультипликатора. На чертеже изображена схема пьезоэлектрического манометра. Устройство содержит герметичныйкорпус 1, закрепленные в нем мембранные блоки 2, 3 и кронштейн 4 с двум  установлённами в нем коническими концентраторами 5 и 6, к точке сочленени  вершин которых присоединен гибкий упругий элемент 7, контактирующий с зубь ми выходной шестерни 8 мШШтёЛьйо-ЙерёдаточнОго мёз анйзма (мультипликатора), входной элемент 9 которого входит в зацепление с зубчатой рейкой 10, шарнирно соединённой С центрами мембраннь1хблоков 2, 3. При этОм к входным сечени м концентраторов 5, 6 жестко присоединены пьезоэлементы И и 12, электроды котордхвключены в схему автогенератора 1 Устройство работает следующим образом . Подача измер емого перепададавле ни  в мембранные блоки 2 и 3 приводит к линейному перемещению рейки 10, которое преобразуетс  в угловое перемещение входного элемента 9 мультипли- kitfbpa, усиливаетс  мультипЛйкатором в соответствии с его передаточным .числом и передаетс  на гибкий упруги элемент 7 его-выходной .(задающей) шестерней 8 в виде последовательности чередующихс  состо ний наличи  и отсутстви  контакта. ТЬчка сочленени  вершин концентраторов 5 и б, к которой присоединен гибкий упругий элеме 7,  вл етс  местом максимальной концентрации ультразвуковой энергии, циркулирующей в звуководе включенно1: в схему автогенератора 13 пьёзотранс форматора, Образованн6г6 пьёзоэ11ёмён тами 11, 12 и встречно включенными . концентраторами 5 и 6 переме 1ного се чени  и отличающегос  высокой чувств тельностью к состо нию свободного конца гибкого упругого элемента 7, реализующего операцию счета числа зубьев выходной шестерни 8 мультипли катора. Наличие контакта упругого элемен та 7 с задающей шестерней 8 пЕ)й1ГОДит к скачкообразному изменению акустич:ескогЬ сопротивлени  звуковода (то есть R резкому йзменёниго кЬэффйцКГёнт трансформации пьезотрансформатора) и к срыву генерации автогенератора 13. В. отсутствие контакта гейёраци  боссгамавливаётс  за счет м гкого ре жима возбуждени  автогенератора 13. Таким образом, навыходе автогенератора 13 возникает последовательность прШ ауг671 Ьййх --сийуёОйдально заполнен ных импульсов, количество которых  вл етс  мерой контролируемого перепада давлений и фиксируетс  измерительным прибором. Использование релейного режима работы пьезоэлектрического преобразова тел  существенно снижает требовани  к стабильности температурных и впемейных харак ё Ёэйстйй: используемых в устройстве пьеэоматериалов и повышейию точности измерени . Наличие практически полной механи ческой разв зки пьезоэлементов от точек приложени  измерительных усилий позвол ет существенно расширить диапазон измер емых перепадов давлений без изменени  геометрии пьезопреобразовател , так как диапазон измерени  определ етс  характеристиками мембранных блоков. Кроме того, наличие импульсного выхода (формирование и нормализаци  счетных импульсов из пр моугольных синусоидально заполненных, имеющих место навыходе автогенератора 13 в рабочем режиме, легко реализуетс  стандартными приборными средствами) облегчает сопр жение измерительного прибора с нашедшими в насто щее врем  широкое применение в автоматизации технологических процессов цифровыми управл ющими машинами. Формула изобретени  Пьезоэлектрический манометр, содержащий корпус, пьезопреобразователь, подключенный к генератору, измеритель выходного сигнала и воспринимающий давление элемент, отличающийс  тем, что, с целью расшиpeiJHn Диа газОТЕГа измер емых давлений и обеспечени  импульсного выходного сигнала , в него введен мультипликатор, выполненный в виде блока из двух шестерен разного диаметра, закрепленных на одной оси, упругого элемента, взаимодействующего с большей шестерней , и зубчатой рейки, кинематически св занной с меньшей шестерней и шарнирно соединенной с воспринимающим давление элементом, а пьезопреобразователь Выполнен в виде двух пьезоэлементов , жестко соединенных соответственно .с входными сечени ми jfsyx конических концентраторов, точка сочЛёНёни вершин которых соединена с упругим элементом мультипликатора. Источники информации, прин тые вО внимание при экспертизе 1.АвТОрское свидетельство СССР № 315963, кл. G.01 L 1/16, 197Q.
2. 2.Авторское свидетельство СССР P 508699, кл.С 01. L 9/08, 1975 (про- . ТОТИП .