Способ определения давления газа и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области контрольной и измерительной техники. Цель изобретения-повышение точности при измерении давления в высокотемпературньп разреженных газах. В корпусе 1 создают вакуум. Повышая давление в корпусе 1 и регистрируя сигнал с блока 14, определяют нужную зависимость . Проводят калибровку измерительного канала с чувствительным эл1 - ментом 5 по сопротивлению. При даплении, стремящемся г нулю, определяют эффективную теплоемкость чувствительного элемента 5. Проводят градуировку датчика 3. Устанавливают корпус 1 в стенке вакуумт lii камеры так, чтобы манометр через отверстие 2 сообщался с вакуумно .ерси;. По зарегистрированным электрическим гигналам и градуировочным xapaKTepiic гикам ьуувствительного элемента 4 onpi-- деляют величину давления в ко;1иусо манометра без учета влияния томпиратуры газа. Искомое давление газа г учетом изменения температурь; газ;1 опредетяют из приведенного i5 oinicri- нии соотношения. 2 с. п. ф-лы, -н (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1364934 (51) 4 G 01 L 21/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 и

-.4К. ким (ii(ери :"

4 опр(p I i .. (Ж p е л(п(. (i и 1 (-,(в!

i.. .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ИИ (21) 4074457/24-10 (22) 05.05.86 (46) 07 ° 01.88. Бюл. № 1 (72) Е.И.Андреев, Л.В.Новиков и Д.С.Сажин (53) 531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 304468, кл. С О1 L 21/10, 1971.

Авторское свидетельство СССР

998883, кл. G 01 L 21/10, 1983. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области контрольной и измерительной техники.

Цель изобретения-повышение точности при измерении давления в высокотемпературньгс разреженных газах. В корвЂ.Усe 1 создают вакуум. Повышая давление в корпусе 1 и регистрируя сигнал с блока 14, определяют нужную зависимость. Проводят калибровку измс— рительного канала с чувствительным эл ментом 5 по сопротивлению. При давлении, стремящемся г нулю, с предсляют эффективную тепло мкость чувствительного элем;-нта 5. Проводят гр,-:— дуировку датчика 3. Устанзвлпва т корпус 1 в стенке вакуум(>и кал((-р( так, чтобы манометр через отвергтис

2 сообщался с BAY;умно ка. .(. р ».:. ll зарегистрированным электрпчс с папам и градуировочным характ кам чувствительного э:(емента пеляют B(.-. (ичину данления в к« манометра без учета влияния т туры газа. Искомое дав.тени г учетом изменения температурь. газ;: определяют из приведенно(1 нни соотношения . 2 с . и. ф-. (ы, 15

25

35

Q<

Р

««

Ч

R . p, F «l

13649

Изобретение относится к контрольной и измерительной технике, в частности к определению импульсного давления в высокотемпературных разреженГ> ..ых ; азовых средах, например вакуумfff iv камерах.

Цель изобретения — повышение точности гри измерении давления н высокотемпературных разреженных газах.

Н» фиг, 1 представлен корпус теплового манометра с чувствительным эдеме»том и измерителями -еплоного потока; т«а фиг 2 — кснструкция копьцевого датчика теплового потока; на фиг. 3 -схема электрических соединений; на фиг, 4 — кривые зависимости давления, полученные по тепловому маном тру и по предложенному способу.

Устройство включает в себя корпус

1, выполне«.:»ый if виде сферы с прием»ым отверстием 2, в котором размещен измеритель тепловогo потока F« виде кольцевого д тчика 3.

Внутри корпуса 1 симметрично от»о итель»о срсдин»ой плоскости, чсрс з которую проходит ось приемног<>

< тнс рстия, разь. щены основнои 4 и доло..т»»тель»ы чувствительные элеме»ты. Межгту чi»ствительными эдемеи,ами 4 и н с рединнои плоск<>сти уста»он «ен разделительный экран 6.

Лор,f) c 1, пр«« ..<»ое .ттнерстие 2, тунстнительный э.«см:-» - 4 и акра«6 образуют те««лов .F< манометр. гак -«увствите ь»ьг« элемент 4, тà«, <ствите.. ьf«<«ff:<лемент 5 представляют собои отре of< «<тикропровотт<т 7, натянутого .« жду двух токовводон 8, эпектрически изолированнь<х от корпу1 Нить 7 (микропровод) вывод»е-:-.",ьфрама в позолоте и скреп-;,к заводами 8 точ чной с»ар34 2 работы электронного блока 14. Выхо, элсктронного блока 14 подключен к регистратору 15, который в частност является оперативным запоминающим устройством измерительного вычислительного комплекса (ИВК).

Дополнительный чувствительный элемент 5 включен в мостовую схему

16, работающую в режиме постоянного тока питания от источника 17. Выход мостовой схемы 16 подключен через уси:<итель 18 к регистратору 15 ИВК.

Кольцевой датчик 3 теплового потока включен н мостовую схему 19, которая работает с источником 20 постоянного тока. Выход мостовой схемы 19 через усилитель 21 подключен к регистратору 15 ИВК.

Предложенный способ с переделе»ия давления осуществляется следующим образом.

Проводят градуировку основного чувствительного элемента 4, в процессе которой находят зависимость показаний манометра Р „ от давления в корпусе 1 при использовании газа комнатной температуры.

Для этого создают в кор:«усе 1 манометра вакуум, во много раз более глубокий, чем диапазо.< измере»ии (»апримс р, в 100 раз, Р -» О), Pe— гисттэируют сигнал с элек-.p,т»ного бдо— ка 14 Повышая давле»ие « корпусе 1 и регистрируя при этом сигнал с б:тока 14, находят нуж .«ую заьисимость.

Определяют коэффицие««т манометра, кото1>ь«й равен отношению мощности (, рассеиваемой нитью манометра ч рез газ, к величине давления P„, погань«на< мого ма«т<эметтэом: где

R ,i

Корпус 1 и экр т<«6 выполнены из .. ди, имеющий ны окий коэффициент т, .<пературной активности, К .«ьцевой датчик 3 выполнен в ви:те к > <ьца из молибденового стекла

9, торец 10 которого покрыт пленкой

11 из платины, поттученной методом выжигания из пасты, «!ленка 11 образует незамкнутое кольцо с токоотводами 12.

Основ,той чув .тнительный элемент 4 через токовводы 8 включен н мостовую измерителт ную схему 13, работающую в режиме постоянной температуры нити

7, который обеспечивается за счет падение напряжения на чувствительном э темс нте при Р -- 0; падение напряже .тя на ч. г<с твительном эдементе гр«: — Р;

« сс противлсние чунствителт-ного элемс-:нта прп

Пр. во Fl I:H Iie Kc2JIH6poff -ó измерител -чего канала с допол»и. льным чувствительным элементом 5 . сопротивленияэ используя извест <ун< зависимссть между сопрс>тив тенисм чувствителтг«ого элемента и егс> температурой.

1 364(«3 < э.r(C ."1<" (! T(! M лТ )

Ч С к З кОсть элемента;

<) Т

cI „

45

1 ——

1+A

Р =Р < 1+А (к г< !

А < где А = --Я, в два Е)аэа. к

В

Пля эт го отклю

Г(противления, Ступенями изл«еняю г ве. (мчи!Iу сoItpoTHaления маг азина и Од (<ов сменно регистре(ру(т сигiia,i . усилит ля 18, Затем при давлении Р— 0 определяк)т эффективн;.ю теплоемк )сгь С до 3 по IHHTåëьного чувcTHите:«ьногo «aåèåH та, Дг(я этого на доп(.(нительный чувствительный элемент подatoT cTvaaíüêó тока и регистрируют изменение во вре- 15 мени температуры по его,сопротивлению.

Проводят градуировку кольцевого датчика теплового по-ока 3. Для этого на образцовом стенде теплового потока методом сравнения с эталоннь(м датчиком теплового потока получают зависимость величинь< электриче«кого сигнала, зарегистрированного На регистраторе 15 с усилителя 21, от ве- 25 личины теплового потока, действующего на датчик теплового потока. устанавливают к(ргус мане.IHTpa на стенке- вакуумн(гй камеры «ак чтобы манометр через пр-(емное отверстие

2 сообщался с вакуумной кaìåpoé. Проводят эксперимент, В процессе эксперимента ре;истрируют ((а регистратгрс

1э сигналы с элraктронного блока 14 и усилителей 18 и 21.

По з ар -гистрпрован нылi =.,(ектр иче-.êèì сигчаЛам и -радуировочным характеристикам основного чувстpt(òåëüttoão зле(t

Иск:=мое давление газа с учетом изменения температурь< газа определяк)т из ф-)рмулы отношение гепл()ього по—

Tc:ка, измеренного допол50 нито льньг чувстви ге;:ьным a Jies((I T(»I, к тепловому потоку,, рассеиьаемому основным чувствитель.-ым элем. чтом через газ;

ОТНО«К (lite,лer)i itOI O ТЕплов г:; ((отока, измеренН )(, 1. .1(1((-13((.1 ДЯ« (ИКОЛ1

Т <. . I I I(Р В O 1 (< 11 "Т (< К а, t( уде.чь«1ому те«1л< вол«у tt<) току pa(cе ива(.мом) n(:

HC ВНЫМ 1 RCТВИТЕЛЬ«11(Л« эффективная теплоемизменение температур(i элемента за время

К Р„;

S „ площадь поверхности, воспринимающей тепловой поток от газа у коль«ЕГ— вого датчика теплового потока; площадь поверхности чувствительного элемента, Полученные (фиг, 4) кривые зависимости давления, измеренного манометром, и давления, определенного по предложен««ому способу с помощью предгоженного устройства для различных температурных условий.

Если тепло .из вакуумной камеры в горловину манометра не поступает (В = О). то давление I измеренное

>< манометром, рав((о дав.(ению P газа

Г в камере, Как только тепло начинает поступать в манометр, он дает существенно завышенные результаты (в два и более раз).

Использование предложенного способа определения давления и устройства для его осуществ:(ения особенно в импульсных режимах работы вакуумной камеры гозволяет повысить точность и надежность выдаваемых рекомендаций на 40-607, а в верхнем диапазоне тепловых потоков — более чем формула изобретения

1, Способ определения давления t аза, включающий измерение давления Р„ тепловым манометром Гопративления в режиме постоя(ной температуры чувствительного элемента, ра:<мещенного в

P =Р „(1+А

) + 1), 15 где А

Q3 манометра; к

В

У з

2. эл -.ме?> "o » =1анг ";е Tpà;

1 3.,Ь!Ф 4 корпусе sa>Io?le Tpa, с11аГже?1ного . иемным отверст 1ем, о т )I и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения то >ности при определении давления в вы5 сокотемпературных разреженных газах, одновременно с измерением давления

Р„ производят измерение тепловых кон . тактЬв к приемному отверстию маноме ра и внутри его полости, а искомое давление Р, определяют из соотношения тепловой поток внутри поло4) сти манометра; . 70 тепловой поток„ рассеиваемый

3 чувствительным элементом

q — удельный тепловой поток к

", риемн:.;м о -я рс . ?,?) Маноме тра удель?1ыи тепло ой поток, ЛО рассе?»я,3. мый»увс 13итель11ь11 те;>11ература 1 "в -TB I ëüji о .-> н i: и е. н T а и а и;» е-. т р а: температура к> рл. -, мано1.1? .ср а „

2, " .С > 12>>>»СтВО дяя >11: ° .Ji e>.,!i. jI I»?> IIQB

ЛЕНИЯ I V "3;I, ОДЕРжаЩЕ . тЕ113111>оИ М»I»uI»eтр со?lpo r HB)»ei»H33,. >»мок>ц?»?1 кс>рпус

O ПРИЕМНЫМ OTBPPCTHE . 1 СIIO>),IÎé,ЧУВСтЬИтЕ)1ь?1Ый ЭЛЕМЕНТ Н СН т=му ИЭМЕр ения, 1?о>,»к.:1юче ?11»ую к чуя с тв итал ьному ).÷åìei»òó, о т Jl и ч à Iej щ е с я т? ..1, что оно сна5же?1о разде.»Н тельным экраном, первым измерителем те1>ЛОВ)ГО ПОтОКа ВНутри ПО 1о(тИ Манометра и вторым измерителем теплового потока к приемном, 0 с.-3e-.р< >-ию, причем пер>II>?> измерит ль выполнен в виде доно>»II?IT..-.льного Iyjie(; вн?.å.ëüHoãп элемента, идснтич1Н основном) чувствительному элементу, а з;оров — ь виде датчш;а сопротивлен1п1, при этом экран установлен ьнутр?? корпуса манОметр, lio ос» приемногo отверстия, p )çöåëÿÿ полость корпуса !»; две равные чэс "H> а основной H дополнитель1ьп: чуь .,ительный элементы раэмещеЧЫ СИI 1?i . TPÈ×>1О От НОСT "" : ЬHO Л Г?> i K, >Гli . ? I. 1HН; 1>Ричем Дэ 1 ".ик " >liP THLле н.1я ра . ше;1 я 1>р»е мн.1«.. тнеос11 ", с> >а; 3,".к,, ?> >1я теплов с, потока

>/»?>jB!> ji H > > с". т м . н 3.".»3 .:е

13бч93ч (,0cтл".птепь:(. .(,. кt);li)5ский

Те .I с ГI I,, ид кя " Гр-"- : Б.Бутяга

Р длктор З.Ланко

T).рлж Н

3лкл" о588/35

Подписное

HI .IIIII111 Го< уплрственнс го комитета (;(:(.Р по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Прои водственно-попиграфическо предприятие, r. Ужгород, ул. Проектн.<