Патенты автора Лапин Сергей Александрович (RU)

Изобретение относится к высокотемпературным датчикам изгибающего момента в вихревых расходомерах, для регистрации частоты вихрей за телом обтекания, пропорциональной скорости потока жидкости, пара или газа. Отличительной особенностью датчика согласно изобретению является то, что пьезоэлектрический диск своей полностью металлизированной поверхностью непосредственно прилегает к донышку, поверхностью с разделенными электродами прилегает к поверхности впеченных электродов переходного фиксатора, выполненного из высокотемпературной керамики с двумя впеченными электродами со стороны торца, обращенного к пьезоэлектрическому диску, и с другого торца впеченными коаксиально расположенными металлической шайбой и керамической трубкой, имеющей два канала с металлическими проволоками, соединенными с впеченными электродами, а с другого конца соединенные с сигнальными проводниками экранированного кабеля, экранный проводник экранированного кабеля соединен электрически с корпусом датчика, каждый из впеченных электродов соединен с одним из электродов пьезоэлектрического диска, между переходным фиксатором и нижней герметизирующей втулкой в корпусе на резьбовом соединении размещена прижимная втулка, а на внутренней поверхности цилиндрического корпуса и на внешней поверхности переходного фиксатора выполнены совмещаемые пазы, параллельные оси датчика, в которые установлена фиксирующая шпонка. Пьезоэлектрический диск может также представлять собой пьезоэлектрическую пленку. Технический результат - повышение уровня чувствительности датчика в широком диапазоне температур за счет изменения конструкции датчика, обеспечивающей надежный механический контакт между элементами конструкции для трансформации периодических изгибных деформаций от клиновидного крыла через мембрану к пьезоэлектрическому элементу, а также надежный электрический контакт электродов пьезоэлемента с выводящими электрическими проводниками. 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к вихревым расходомерам жидкости, газа или пара, в частности к датчикам изгибающего момента, используемым и предназначенным для регистрации частоты вихрей, образующихся в потоке жидкости, газа или пара за телом обтекания. В датчике изгибающего момента для вихревых расходомеров жидкости или газа, содержащем полый цилиндрический металлический корпус, оканчивающийся с одной стороны донышком, соединенным с клиновидным крылом, а с другой стороны герметичным вводом с двумя или более коаксиальными кабелями, имеющими экранные и центральные проводники, соединенные с пьезоэлектрическим узлом, расположенным внутри корпуса и представляющим собой по крайней мере одну пару пьезоэлектрических пластин с параллельно расположенными плоскостями, поляризованных по толщине и имеющих металлизированные поверхности, согласно решению каждая из пьезоэлектрических пластин имеет форму шестиугольника, образованного прямоугольником и квадратом, одна из сторон которого совмещена с короткой стороной прямоугольника, а другая является продолжением длинной стороны прямоугольника, так что квадрат образует выступ, являющийся продолжением металлизированной плоскости пьезоэлектрической пластины со стороны герметичного ввода, ширина выступов составляет половину ширины короткой стороны пьезоэлектрической пластины, проводники коаксиального кабеля присоединены к выступам каждой из пластин, пластины развернуты одна относительно другой на 180 градусов относительно длинной стороны и сориентированы между собой так, что выступы с проводниками оказываются расположенными со стороны герметичного ввода, причем выступ одной пластины оказывается смещенным по ширине пластины относительно выступа другой на половину ширины пластины, при этом пластины закреплены в корпусе с помощью слоя из высокотемпературного клеящего вещества так, что торцы пластин, свободные от выступов, закреплены по центру донышка корпуса вблизи клиновидного крыла, а торцы пластин с выступами и проводниками скреплены с корпусом со стороны герметичного ввода, при этом высота слоя клеящего вещества с каждого из торцов составляет не более 1/5 длины пластины, а параллельно длинной стороне пластины со стороны герметичного ввода размещен микрокапилляр, пронизывающий слой клеящего вещества. Технический результат - повышение уровня балансировки каналов за счет изменения конструкции пьезоэлектрического узла и закрепления его в корпусе датчика посредством высокотемпературного клеящего вещества; а также расширение функциональных возможностей датчика (увеличение числа сигнальных каналов); это позволит упростить конструкцию расходомера посредством установки, например, одного четырехканального датчика вместо двух двухканальных. 3 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к вихревым расходомерам жидкости, газа или пара, в частности - к датчикам изгибающего момента, используемым и предназначенным для регистрации частоты вихрей, образующихся в потоке жидкости, газа или пара за телом обтекания. В датчике изгибающего момента для вихревых расходомеров жидкости или газа, содержащем полый цилиндрический металлический корпус, оканчивающийся с одной стороны клиновидным крылом, а с другой стороны герметичным вводом с коаксиальным кабелем, имеющим экранный и центральный проводники, соединенные с пьезоэлектрическим узлом, расположенным внутри корпуса, согласно изобретению пьезоэлектрический узел представляет собой две разнесенные в пространстве параллельные металлизированные по плоскостям пьезоэлектрические пластины, которые жестко зафиксированы между собой со стороны торцов узких граней с помощью кольцевого и Н-образного фиксаторов, к металлизированным поверхностям каждой из пластин присоединены проводники коаксиального кабеля, причем сумма длины пластин и толщины кольца совпадает с глубиной цилиндрической полой части металлического корпуса, а расстояние между внешними металлизированными поверхностями пластин, ширину пластин, зазор между внутренней поверхностью металлического корпуса датчика и краем внешней металлизированной поверхности пьезоэлектрической пластины выбирают из определённых условий. К металлизированным поверхностям пьезоэлектрических пластин со стороны кольцевого фиксатора может быть присоединён либо экранный проводник коаксиального кабеля, либо центральный. Экранный проводник коаксиального кабеля может быть дополнительно соединён с корпусом. Технический результат - повышение чувствительности датчика, снижение уровня минимальных измеряемых скоростей и, как следствие, снижение уровня минимальных измеряемых расходов. 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Использование: для измерения расхода газа ультразвуковым пьезоэлектрическим датчиком. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой пьезоэлектрический датчик содержит металлический корпус, имеющий цилиндрическую полость, в которой соосно последовательно от дна полости размещены протектор, пьезоэлемент и демпфер, на торцевых поверхностях пьезоэлемента размещены электроды, соединенные с выводными проводниками, один из которых подключен к электроду на внешней относительно протектора торцевой поверхности пьезоэлемента, при этом пьезоэлемент имеет осесимметричное сквозное отверстие, на внутренней торцевой поверхности пьезоэлемента, обращенной к протектору, в месте расположения сквозного отверстия выполнена фаска, снабженная дополнительным электродом, выполненным заодно с электродом на внутренней торцевой поверхности пьезоэлемента, причем другой выводной проводник через центральное сквозное отверстие подключён к дополнительному электроду на фаске. Технический результат: повышение чувствительности ультразвукового пьезоэлектрического датчика за счет снижения уровня боковых лепестков в диаграмме направленности при увеличении ширины диаграммы направленности, что позволяет повысить динамический диапазон измеряемых расходов газа. 3 ил.

Использование: для измерения расхода газа посредством ультразвукового датчика. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой датчик содержит расположенный в металлическом корпусе пьезоэлемент с электродами, расположенный с внешней стороны корпуса согласующий слой, выполненный из эпоксидной смолы с размещёнными в ней сферическими элементами, при этом сферические элементы выполнены в виде сапфировых и боросиликатных микросфер с общей объемной концентрацией их в эпоксидной смоле 30-40% и соотношением каждого типа микросфер в пропорции 1:1. Технический результат: повышение чувствительности ультразвукового датчика при высокой прочности к внешним физическим воздействиям и возможности работы в условиях повышенного давления газовой среды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к бытовым ультразвуковым счетчикам для измерения расхода газа. Техническим результатом является повышение точности, а также увеличение динамического диапазона измеряемого расхода газа. Достижение указанного результата обеспечивается тем, что ультразвуковой газовый расходомер содержит два пьезоэлектрических преобразователя, каждый из которых состоит, по крайней мере, из двух блоков, смещенных относительно друг друга вдоль направления излучения (приема). Результат по п.2 формулы достигается тем, что каждый преобразователь содержит четное число излучающих (принимающих) блоков. Результат по п.3 формулы достигается тем, что преобразователи расположены на противоположных боковых стенках измерительной камеры со смещением один относительно другого вдоль направления распространения газового потока. Достижение результата по п.4 формулы обеспечивается тем, что преобразователи расположены на одной из боковых стенок измерительной камеры со смещением один относительно другого по стенке вдоль направления газового потока симметрично относительно плоскости поперечного сечения измерительной камеры, в центре противоположной боковой стенки измерительной камеры расположено, по крайней мере, одно акустическое зеркало, так что его плоскость параллельна плоскостям излучающих (принимающих) поверхностей блоков, причем смещение блоков одного преобразователя зеркально относительно смещения блоков другого преобразователя, а плоскости зеркала и приемно-излучающих преобразователей не выступают внутрь измерительной камеры за ее плоскость. Результат по п.5 формулы достигается тем, что приемно-излучающие блоки каждого из преобразователей объединены в группы, причем каждая из групп состоит из одинакового количества, но не менее двух, блоков, имеющих одинаковое смещение вдоль нормали к излучающей (принимающей) поверхности. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к неразрушаемому контролю и может быть использовано для определения точек контакта шарика с ободом шарикоподшипника и вычисления угла контакта шарикоподшипника

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности для очистки различных деталей от загрязнений, а также в быту для очистки текстильных изделий

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано для диагностики изделий по параметрам их механических колебаний, например, при дефектоскопии серийных изделий из различных материалов: металла, керамики, графита и других

 


Наверх