Датчик давления

 

Изобретение относится к датчикам давления виброчастотного типа. Цель изобретения - повьпиение надежности датчика, его долговечности и точности измерений. Для зтого устройство предотвращения резонансной раскачки трубки 1 выполнено в виде двух стержней 13 и 14,жестко связанных каждый с концами системы трубка - струна. Стержни 13 и 14 расположены попарно по разные Ьтороны от плоскости, проходящей через оси струны 5 и трубки 1. Контролируемое давление преобразуется во внутренней плоскости трубки 1 в растягивающее трубку усилие, которое увеличивает натяжение струны 5, в связи с чем напряжение в ней возрастает и увеличивается частота ее собственных колебаний. Приемная катушка 11 фиксирует это изменение контролируемого давления. Даны варианты выполнения устройства предотвращения раскачки. 7 з.п. ф-лы, 8 ил. с &

СОЮЗ СОВЕТСКИ)(СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ)(РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) y G 01 Т 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авторском свидкткльствм (61) 1395963 (21) 4170830/24-10 (22) 31. 12. 86 (46) 15. 12. 88. Бюл. У 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (72) Г.Н.Вяэенкин, В.В.Макеев, Е.Г.Мясковский и Е.П.Трофимов (53) 531.767 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1395963, кл. G 01 L 11/00, 1985. (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к датчикам давления виброчастотного типа.

Цель изобретения — повышение надежности датчика, его долговечности и точности измерений. Для этого устройство предотвращения резонансной раскачки трубки 1 выполнено в виде двух стержней 13 и 14,жестко связанных каждый с концами системы трубка — струна. Стержни 13 и 14 расположены попарно по разные стороны от плоскости, проходящей через оси струны 5 и трубки 1. Контролируемое давление преобразуется во внутренней плоскости трубки 1 в растягивающее трубку усилие, которое увеличивает натяжение струны 5, в связи с чем напряжение в ней возрастает и увеличивается частота ее собственных колебаний. Приемная катушка

11 фиксирует это изменение контроли- руемо-о давления. Даны варианты вы- а

Я полнения устройства предотвращения раскачки. 7 з ° и. ф-лы, 8 ил.

1444626

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам давления виброчастотного типа, и может быть использовано преимущест" венно в качестве первичного преобразователя в системах автоматического контроля и регулирования.

Цель изобретения — повьппение надежности датчика, его долговечности 1Р и точности измерений.

На фиг. 1 представлена принципиальная конструктивная схема предлагаемого датчика; на фиг. 2 — сечение

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — стержни с 15 разноразмерным в двух взаимно перпендикулярных направлениях сечением; на фиг. 4 — струнно-стержневой блок в виде тонкостенного цилиндра с прорезями; на фиг. 5 †. то же, с дополни- 20 тельной парой стержней; на фиг. б стержень с переменной по его длине площадью поперечного сечения; на фиг. 7 — струнко-стержневой блок с дополнительной струной и катушкой возбуждения; на фиг. 8 — то же, с эллиптическими трубкой и тонкостенным цилиндром.

Предлагаемый датчик давления виброчастотного типа имеет чувствительный элемент, выполненный в виде заглушенной с одной стороны трубки во внутреннюю полость 2 которой осуществляется подвод контролируемого датчиком давления через канал 3 в штуцере 4. Датчик имеет также вибрирующий элемент, выполненный, в част,ности, в виде струны 5, жестко связанной одним своим концом со штуцером 4 через корпусную деталь 6, в 4р которой трубка 1 установлена, а другим — с трубкой 1 через наконечник 7 трубки. Приблизительно параллельно струне 5 расположен кронштейн 8, который одним концом 9 связан с корпус- 45 ной деталью 6. Другой конец 10 кронштейна 8 консольно свободен, и в нем размещены катушка 11 съема и катушка

12 возбуждения колебаний струны 5.

Устройство предотвращения резонансной раскачки трубки 1 выполнено в виде по меньшей мере двух стержней

13 и 14, жестко связанных с концами системы трубка — струна, в частности с заглушенным концом трубки 1 через наконечник 7 и со штуцером 4 через корпусную деталь 6. Эти стержни расположены, преимущественно, попарно по разные стороны от плоскости 15, проходящей через оси. струны 5 и трубки 1 (например, фиг. 5).

Для повьппения изгибной жесткости по сравнению с продольной стержни могут быть выполнены с разноразмерным в двух взаимно перпендикулярных направлениях сечением (фиг.3), причем большая ось этого сечения должна быть расположена приблизительно параллельно плоскости 15. Тонкостенные стержни с такой ориентировкой позволяют при незначительном увеличении продольной жесткости достигнуть достаточно большой жесткости на изгиб., что приводит к существенному повьппению эффективности предотвращения раскачки трубки под действием колебаний струны.

Для упрощения изготовления и повышения качества струны и стержней они могут быть выполнены из одного куска металла в виде единого блока, представляющего собой, в частности, тонкостенный цилиндр 16 с прорезями 17, расположенный коаксиально с трубкой

1 вокруг нее. В этом случае струна и стержни могут быть изготовлены иэ единой трубки путем раскатки ее до нужного размера стенки с последующей прорезкой пазов-прорезей 17 и образованием непосредственно струны и стержней. При этом благодаря раскатке происхоцит упрочнение материала струны и стержней и связанное с этим повышение их прочности, надежности, долговечности.

Тонкостенный цилиндр 16 и/или трубка 1 могут быть выполнены с поперечным сечением, разноразмерным в двух взаимно перпендикулярных направлениях, в частности эллиптическим.

При этом большая из главных осей сечения цилиндра и/или трубки может быть (фиг.8) размещена в плоскости

15, проходящей через оси струны и трубки. Такое решение позволяет повысить изгибную жесткость системы и повысить эффективность предотвращения резонансной раскачки трубки.

Стержни могут быть выполнены с переменной по их длине площадью поперечного сечения (фиг,б). Это дополнительно приводит к увеличению отношения изгибной и продольной жесткостей (при условии, что площадь сечения стержня уменьшается в сторону заглушенного конца трубки) и уменвше1444626

15

30

55 нию возможности возникновения резонансной раскачки трубки, Для повышения эффекта в устройство предотвращения резонансной раскачки трубки может быть введена дополнительная струна 18, выполненная в едином блоке со стержнями 13 и 14 и взаимодействующая с дополнительными катушками 19 и 20 возбуждения и съема ее колебаний (фиг. 7 и 8).

Датчик работает следующим образом.

Контролируемое давление преобразуется во внутренней полости 2 трубки

1 в растягивающее трубку усилие, которое увеличивает натяжение струны 5, в связи с чем напряжение в ней возрастает и увеличивается частота ее собственных колебаний, возбуждаемых катушкой 12. Приемная катушка 11 фик- 20 сирует это изменение, что позволяет при соответствующей градуировке фиксировать изменение контролируемого давления. Выполнение устройства предотвращения раскачки в виде двух стержней с повышенной иэгибной жесткостью приводит к существенному ужесточению системы на изгиб, вызываемый колебанием струны, что снижает вероятность возникновения раскачки за счет большего сопротивления изгибу и связанного с этим существенного уменьшения амплитуды раскачки. Кроме того, за счет повышения жесткости системы и снижения напряжений в ней частота ее собственных колебаний изменяется и практически уходит из опасной зоны возможного совпадения с частотой собственных колебаний струны, что также приводит к снижению вероятности возникновения не только равноетного, но и кратного резонанса.

При выполнении датчика с дополнительной струной 18 и катушками 19 и

20 струна 18 служит дополнительным 45 элементом, препятствующим изгибу и возникновению резонансной раскачки трубки как за счет непосредственно самой жесткости струны,18, выполняющей функцию тягир так и эа счет соэ 50 дания ее специфических колебаний катушкой 19. Такие колебания позволяют симметризировать нагрузки на трубку, в результате чего устраняется возникновение резонансной раскачки. При симметричном расположении катушек 12 и 19 относительно оси трубки 1 и соответствующих им струн 5 и 18 и при их синфазном включении достигается одновременное симметричное движение обеих струн от трубки и к трубке с соответствующим равенством сил и амплитуд, что обеспечивает уравновешивание действующих на трубку усилий и предотвращение ее раскачки. формула изобретения

I Датчик давления по авт. св.

У 1395963, отличающий с я тем, что, с целью повышения его надежности, долговечности и точности измерений, устройство предотвращения резонансной раскачки трубки выполнено в виде по меньшей мере двух стержней, жестко связанных с концами системы трубка — струна, имеющих повышенную по сравнению с продольной иэгибную жесткость и расположенных по разные стороны от плоскости, проходящей через оси струны и трубки.

2 ° Датчик по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, чт. каждый из стержней выполнен с разноразмерным в двух взаимно перпендикулярных направлениях сечением, большая ось которого расположена параллельно плоскости, проходящей через оси струны и трубки.

3. Датчик по пп. 1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что струна и стержни выполнены в виде единого блока, представляющего собой тонкостенный цилиндр с прорезями, расположенный коаксиально с трубкой.

4. Датчик по п.3, о т л и ч а ю— шийся тем, что тонкостенный цилиндр и/или трубка выполнены с поперечным сечением, разноразмерным в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

5. Датчик по п.4, о т л.и ч а ю— шийся тем, что большие из главных осей сечений тонкостенного цилиндра и/или трубки размещены в плоскости, проходящей через оси струны и трубки..

6. Датчик по пп.1-5, о т л и ч а— ю шийся тем, что стержни выполнены с переменной по их длине площадью поперечного сечения.

7. Датчик по пп.1-6, о т л и ч а— ю шийся тем, что между стержнями установлена дополнительная струна, I идентичная основной струне по частотным характеристикам и расположенная

5 1444626 6 симметрично относительно оси трубки, 8 . Датчик по пп.7 и 8, о т л и— причем установлены взаимодействующие ч а ю шийся тем, что дополнис ней дополнительные катушки возбуж- тельная струна выполнена в едином .дения и съема ее колебаний, блоке с тонкостенным цилиндром.

ВНИИЛИ Заказ 6498/41 Тираж 847 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4