Датчик импульсного давления

 

Изобретение м,б. использовано для защиты ультразвуковых преобразователей от сильных электростатических полей при регистрации быстропеременных давлений. Цель изобретения - повьшение точности за счет уменьшения электростатических наводок. Импульс давления переходит через волноводную систему, состоящую из пьезоэлемента 4 и волноводных стержней 5 и 6, в результате чего на.обкладках пьезоэлемента образуется ЭДС, пропорциойальная величине этого импульса. Если измерения производятся в момент времени , когда разрядный ток еще не полностью прекратился, то на заземленном электроде пьезоэлемента 4 формируется (Q (Л /J

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) - 4129701/31-10 (22) 30. 09. 86 (46) 29. 02. 88. Бюл. И 8 (71) Днепропетровский государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (72) A.И. Жосан, Ю.С. Михеев и В.С. Дудников (53) 531.787 (088.8) (56) Логинов В.Н. Электрические измерения механических величин. N. 1970, с. 58.

Джонс, Власес, Датчики давления для исследования в области динамики плазмы и детонации. — Приборы для научных исследований, т. 38. М. — 1967, Ф 8, с. 30-34. (Я) 4 G Oi 1. 9/08 11/00 23/10 (54) ДАТЧИК ИМПУЛЬСНОГО ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение и. б. использовано для защиты ультразвуковых преобразователей от сильных электростатических полей при регистрации быстропеременных давлений. Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения электростатических наводок. Импульс давления переходит через волноводную систему, состоящую из пьезоэлемента

4 и волноводных стержней 5 и 6, в результате чего на обкладках пьезоэле-. мента образуется ЭДС, пропорциойальная величине этого импульса. Если измерения производятся в момент времени, когда разрядный ток еще не полностью прекратился, то на заземленном электроде пьезоэлемента 4 формируется

1377634 импульс напряжения, который наводит

ЭДС такой же величины на цилиндре 2, изолированном от пьезоэлемента 4 неполярным диэлектриком 7, а от цилиндра 1 — полярным диэлектриком 3, что позволяет заряду стекать на цилиндр

1 и предохранять входные цепи 8 от воздействия электрического импульса.

Изобретение относится к приборостроению, а именно к датчикам импульсного давления волноводного типа, и может быть использовано для защиты ультразвуковых преобразователей от сильных электростатических полей при регистрации быстропеременных давлений.

Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения электростатических наводок. .На фиг. 1 изобра>кен датчик импульсного давления, общий вид; на фиг.2— эквивалентная схема его подключения.

Датчик содержит корпус, состоящий из наружного полого цилиндра 1 и внутреннего полого цилиндра 2, установленных коаксиально друг другу, B зазоре между которыми помещен поляр- ° ный диэлектрик 3.

Вблноводная система состоит из пьезоэлемента 4 и волноводных стержней 5 и 6, расположенных коаксиально цилиндрам. В зазоре между внутренним цилиндром 2 и волноводной системой помещен неполярный диэлектрик 7. Пьезоэлемент 4 с помощью тоководов 8 подключен к входу катодного повторителя 9, экранированного крышкой 10 и имеющего выход на регистратор через разъем 11. Поверхность волновода 6 покрыта токопроводящим сло— ем 12. Воспринимающий торец датчика закрыт крышкой 13. Образуемая такой конструкцией эквивалентная схема подключения заземленного вывода пьезоэлемента к заземленному выходу датчика содержит следующие условные обозначения: С1 — емкость перехода пьезоэлемент 4 — промежуточный цилиндр

2; С2 — емкость перехода внутренний корпус 2 — наружный цилиндр 1; R1

Наличие последовательной развязки за счет конструктивного выполнения датчика позволяет снимать статический заряд на цилиндр 1 корпуса из-за различной величины емкостей, образуемой значениями относительной диэлектрической проницаемости диэлектриков

7 и 3. 2 ил. величина поверхностного сопротивле— ния неполярного диэлектрика 7; R2 величина поверхностного сопротивления

S полярного диэлектрика 3 L — индук—

У тивность проводника, подсоединенного к пьезоэлементу и заземленному выводу датчика давления.

При этом емкость С2 в Я,/ Е раз

10 больше, чем емкость С1, где E, = 2 относительная диэлектрическая проницаемость неполярного диэлектрика 7, а E = 3...5 — относительная диэлектрическая проницаемость полярного ди— электрика 3.

Устройство работает следующим образом.

Импульс давления переходит через волноводную систему 5, 4 и 6, в ре20 зультате чего на обкладках пьезоэлемента 4 образуется ЭДС, пропорциональная величине этого импульса.

Если измерения производят в момент времени, когда разрядный ток

25 еще не полностью прекратился, то на заземленном электроде пьезоэлемента формируется импульс напряжения, который наводит ЭДС такой же величины на внутреннем цилиндре 2, изолиро30 ванном от пьезоэлемента 4 неполярным диэлектриком 7, а от внешнего цилиндра 1 — полярным диэлектриком 3, что позволяет заряду стекать на внешний цилиндр 1 и предохраняет входные цепи 8 от воздействия электрического импульса.

При воздействии на электрические цепи импульсных сигналов потокосцепление катушки и заряд конденсатора изменяются плавно, без скачков, т.е.

40 при прохождении импульса тока в электроразрядной цепи наводится импульс напряжения, создающего на одной из

1377б34 формула и з о б р е т е н и я

Составитель М. Жуков

Техред.H.Õîäàíè÷

Корректор В. Гирняк

Редактор Л. Повхан

Заказ 8б0/35 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 обкладок пьезоэлемента ЭДС, которая приводит к образованию потенциала на внутреннем цилиндре 2, а поскольку поверхностное сопротивление неполяр4 ного диэлектрика 7 в 10 ... 10 раз больше, чем поверхностное сопротивление полярного диэлектрика 3, то с внутреннего цилиндра 2 сток заряда, образовавшегося от наведенной ЗДС, проходит на внешний цилиндр 1.

Наличие последовательной развязки

С,R, C„R+ за счет конструктивного выполнения датчика позволяет снимать статический заряд на внешний цилиндр

1 корпуса из-за различной величины емкостей С1 и С2, образуемой различными значениями относительной диэлектрической проницаемости неполярного и полярного диэлектриков (С,:С =

1:(2...3), а также из-за наличия включенных параллельно емкостям С, и С сопротивлений R,, и К,отличающихся друг от друга не менее чем на порядок.

Использование датчика целесообразно для регистрации быстропеременных давлений во фронте ударной волны, образовавшейся при электрическом разряде или при электрическом взрыве проволочки в жидкости, так как практически исключает появление помех во всем интервале длительностей импульса давления в электроразрядной камере.

Датчик импульсного давления, содержащий корпус, в котором размещен волноводный стержень с пьезоэлементом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности засчет уменьшения электростатических наводок, в нем корпус выполнен в виде двух полых цилиндров, установленных коаксиально с зазором относитель2р но друг друга и с зазором относительно волноводного стержня, при этом поверхность волноводного стержня покрыта слоем токопроводящего материала, электрически соединенным с пьезоэлементом, причем в зазор. между внутренним цилиндром и волноводным стержнем помещен неполярный диэлектрик, а в зазор между наружным и внутренним цилиндрами — полярный диэлектрик.