SU851141A1 - Датчик давлени с частотным выходом - Google Patents

Description

(54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ С ЧАСТОТНЬМ ВЫХОДОМ

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано о всех отрасл х народного хоз йства дл  измерени  давлени  жидких и газообразных сред.

Известны датчики давлени  с частотным выходом, предназначенные дл  измерени  давлени  жидких и газообразных сред, в которых в качестве первичного измерительного преобразовател  используетс  упругий резонатор с тонкостенным цилиндрическим активным участком (1.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  датчик давлени  с частотным выходом, содержащий первичный измерительный преобразователь в виде упругого резонатора с тонкостенным 11илиндрическим активным участком ,,закрепленный внутри корпуса и раздел ющий его на.два объема, а также элементы систем возбуждени  и съема колебаний резонатора 2.

Однако этот датчик непригоден дл  измерени  давлени  выше 40 МПа, поскольку при воздействии на резонатор высоких давлений в его стенках возникают недопустимо большие механические напр жени , привод щие к его разрушению.

Цель изобретени  - расширение диапазона измер емых давлений.

Указанна  цель достигаетс  тем, что один из двух объёмов заполнен жидкостью и герметизирован, а другой сообщен с контролируемой средой.

Более значительное увеличение верхнего предела диапазона измер емых давлений достигаетс -путем вве10 дени  между объемами, разделенными стенкой резонатора, разделител  в виде упругого манометрического элемента , прикрепленного к торцу резонатора .

15

Система самовозбуждени  выполнена емкостной, а герметизированный объем, в котором размещены электроды этой системы, заполнен жидким диэлектриком .

20

На фиг. 1 изображены конбтруктивные схемы датчика с подводом измер емого давлени  внутрь резона тора; на фиг. 2 - конструктивные схемы

25 датчика с подводом измер емого давлени  к внешней поверхности резонатора на фиг. 3 - датчик, общий вид одного из возможных вариантов конструкции; на фиг. 4 - сечение А-А

30 на фиг. 3.

Датчик (фиг. 1)с подводом измер емого давлени  внутрь резонатора содержит силовой корпус 1, упругий резонатор 2 с тонкостенным цилиндрическим активным участком, жесткое ,днище 3 резонатора, объем 4, -граничащий с внешней поверхностью резонатора , внутренний объем 5 резонатора, дополнительный упругий разделитель 6 в виде сильфона, раздел ющий внутренний объем резонатора и объем, граничащий с его наружной поверхностью, входной упругий разделитель 7.

Наиболее простым вариантом конструктивной схемы предлагаемого датчика с подводом измер емого давлени  внутрь резонатора  вл етс  вариант а В этом случае объем 4, граничащий с внешней поверхностью 2, сплошь заполн етс  жидкостью под некоторым началным давлением Р. Если в датчике, построенном в соответствии с конструктивной схемой этого варианта, подают измер емое давление внутрь резонатора , то последний, деформиру сь, сжимает жидкость, контактирующую с его внешней поверхностью. При этом давление указанной жидкости увеличиваетс , в результате чего изменение разности давлений, воздействующих на внутреннюю и внешнюю поверхности резонатора, будет меньше, чем изменение самого измер емого давлени . Именно этот эффект и позвол ет в данном сдучае использовать тонкостенный резонатор дл  измерени  относительно больших давлений. Более отчетливо этот эффект про вл етс , если между внутренним объемом резонатора и объемом, граничащим с его наружной поверхностью, ввод т (фиг.16) дополнительный упругий разделитель б типа сиЛьфона(или мембраны). Однако оба этих варианта (а и б) конструктивных схем имеют значительные температурные погрешности, парировать которые можно, например, путем термостатировани  соответствующих датчиков. Другой путь снижени  температурных погрешностей датчиков этого типа состоит в заполнении внутренней полости резонатора жидкостью с последукнцей герметизацией этой полости с помслцью входного упругого разделител  7 (фиг 1 в,г). В этом случае подбор жидкостей (по их 1 озФФициентам температурного расширени ) и параметров (жидкостей и эффeIfтивныx плсндадей) используемых разделителей позвол ет в приципе полностью компенсировать температурную погрешность датчика в определенном интервале диапазона его рабочих температур.

Кроме вариантов конструктивных схем датчика с°подводом измер емого давлени  внутрь резонатора возможны также и такие, в которых измер емое давление подводитс  к внешней поверхности резонатора (фиг. 2). По принципу действи  и по основным конструктивным особенност м схемы, изобращенные на фиг. 2, аналогичны соответствующим схемам на фиг. 1. Разница между ними состоит главным образом в том, что если в схемах на фиг. 1 частота собственных колебаний резонатора с увеличением измер емого давлени  увеличиваетс , то в схемах на фиг. 2 эта частота при тех же услови х уменьшаетс . Входной упругий разделитель 7 выполнен в форме мембраны (в отличие от разделител  7 в-форме сильфона на фиг. 1).

Claims (2)

1. В прочном силовом корпусе (фиг.З) образованном цилиндрическим стаканом 8 и крышкой 9 с отверстием 10 дл  подвода измер емого давлени , монтируетс  узел резонатора, включающий в себ  упругий резонатор 11 с тонкостенным цилиндрическим активным участком 12, охранными кольцевыми утолщени ми 13 и утолщенными установочными (монтажными) по аками 14, корпус 15 узла резонатора с кольцевыми выступами 16, служащими дл  креплени  резонатора, входной упругий разделитель в виде сильфона 17 с крышкой 18, дополнительный упругий разделитель в виде сильфона 19 с крышкой 20. Корпус 15 узла резонатора своими кольцевыми выступами 16 жестко соедин етс  с установочными по сками 14 резонатора 11 посредством вакуумплотных сочленений 21, например, с помощью сварных или па ных швов. Входной сильфон 17 и дополнительный сильфон 19 с помощью вакуумплотных сочленений 22 и 23 закреплены иа кольцевых уступгис корпуса 15 узла резонатора. Собранный узел резонатора с помощью вакуумплотного сочленени  24 монтируетс  в крышке 9 корпуса прибора, в котором имеетс  отверстие 10 дл  подвода измер емого давлени . Крышка 9 в свою очередь соедин етс  с прочным цилиндрическим стаканом 8 с помощью вакууплотного сочленени  25. В днище цилиндрического стакана 8 смонтированы гермовводы 26, служащие дл  включени  датчика в электрическую схему системы самовозбуждени . В пр моугольные .окна, профрезерованные в боковой цилиндрической поверхности корпуса 15 узла резонатора, вставлены Керамические вкладыши 27 (фиг.4 на которых располагаютс  тонкопле- ночные электроды 28 систем возбуждени  и съема колебаний резонатора. Оба объема, раздел емые стенкой резонатора 11, а именно объем 29, граничащий с внешней поверхностью резонатора , и объем 30, граничащий с внутренней поверхностью резонатора, сплс аь заполнены жидкостью под некоторым начальным давлением и герметизированы . При подводе измер емого давлени  внешней поверхности входного сильфон 17 последний,деформиру сь, передает &ГО давление жидкости, заполн ющей внутренний .объем 30 резонатора, котора  в свою очередь через дополни тельный сильфон 19 передает его жидкости , заполнйкицей внешнюю камеру 29 , В результате разность давлений, воздействующий на внешнюю и внутреннюю стенки резонатора измен етс  на ве личину намного меньшую, чем величина измер емого давлени . Использование предлагаемого изобретени  позволит без промежу;точного преобразовател  получать в частотной форме информацию об относительно высоких давлени х (до 1000-2000 МПа). Формула изобре1 ени  1. Датчик давлени  с частотным выходом, содержаний первичный изме- рительный преобразователь в виде упругого резонатора с тонкостенным дилиндрическим активным участком, закрепленный внутри корпуса и раздел ющий его на два объема, а также элементы систем возбуждени  и съема колебаний резонатора, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона измер емых давленнй, один из двух объемов заполнен жидкостью и герметизирован,а другой сообщен с контролируемой средой. 2.Датчик по п. 1, о т л и ч а гоад и и с   тем, что в нем ме сду объемами , разделенными стенкой резонатора , введен разделитель в виде упругого манометрического элемента, прикрепленный к торцу резонатора. 3.Датчик по п. 1, отлича-ю щ и и с   тем, что в нем система самовозбуждени  выполнена емкостной,. а герметизированный объем, в котором размещены электроды этой системы, заполнен жидким диэлектриком. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 473072, кл. G 01 L 11/00, 1973.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 584621, кл. G 01 L 11/00, 1970 (прототип).

   Пм|1 lll/ I I || I jlч: 11

   Ii.ITIii iiiJdiiiii :: ;;

   Гц I |i I Г / I 11 Ч Ч III/ I Г p I Ч ||/ПТ

   |г J jJ-ili и ii i/iiiii:i ч l/ii ,1

   III3 МИНИН ПНИ

   ini ||l|lll | ciJ ll

   I III 11..1111 III I III 11

   ,4 «o

   I I 11/

   CV4i

   I I L

   ,

   ц

   Q.

   Ш«(

   I I U4 I I I I I I I 1 I I I I и I I , J I I I I 1 I . lllll I

   I 1| I 1 I 1 I I - I I I I I I I

   J I i

   ,

   и 111: I, I IM 11111 ii 1.1 J ( I I M I I и I 11 I I 11 ; I,

   lililililiil/lliilliii

   i4Tiilii

   1 I 11 и I ; M I, Ilillili : ; I:) и

   «ч

   / /

   JiliiiHiiiiniTiTi

   / / / /

   «M

   3

   &

   /

   г /

   /

   illlllfiil

   13

   25

   (риг. 3

   П

   28 IS

   11

   30