Устройство для измерения давления

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, повышает точность изменения и расширяет область применения. По сигналу "Пуск" из блока 20 клапан 11 закрывается, а клапан 10 открывается. Давление измеряемой среды поступает в камеру 1 и изменяется до значения Рх. При этом часть рабочей жидкости перекачивается из камеры 2 в камеру 3, образуя разность потенциалов на электродах 4. Напряжение с электродов 4 через усилитель 12, селектор 13 полярности, дифференциатор 16, формирователь 18 импульсов и нуль-орган 17 поступает в блок 20 управления и на экстремум-детектор 15. При достижении максимального напряжения экстремум-детектора 15 по сигналу из блока 20 закрывается ключ 14. Это приводит к закрытию клапана 10 и открытию клапана 11. Давление в камере 1 падает и под действием упругих сил сильфонов 5 рабочая жидкость перекачивается обратно. В момент возвращения сильфонов в исходное состояние под воздействием заднего фронта импульса блок 20 вырабатывает сигнал, действием которого устройство готово к новому циклу измерения. 1 ил.

СОНИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И1 (51)5 < 01 1 9 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHAM

ПРИ CHHT СССР

1 (21) 4348635/24-10 (22) 11,12.87 (46) 15.03.90. Бал, У 10 (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт энергетики им. И.Г.Есъмана и Азербайджанский политехнический институт им. Ч.Ильдрыма (72) M. С. Касимз аде, А.А. Джафар ов, M.Н.Арнольдов и Г.К,Лифантьева (53) 531. 787(088, 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 574650, кл. G 01 Т 9/18, 1977.

Иатериалы Всемирного электротехни" ческого конгресса. 11осква, 1977, секция 56, доклад 41. Электрокинетические .преобразователи — новый тип датчиков для измерения переменных давлений в автоматике и измерительной технике, рис. 3.

10 1!

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к информационно-.измерительной технике, повышает точность изменения и расширяет область применения. По. сигналу "Пуск" из блока 20 клапан 11 закрывается, а клапан 10 открывается. Давление измеряемой среды поступает в камеру. К1 и изменяется до значения Р . При этом часть рабочей жидкости перекачивается из камеры К2 в камеру КЗ, образуя разность потенциалов на электродах 4.

Напряжение с электродов 4 через усилитель 12, селектор 13 полярности, дифференциатор 16, формирователь 18 импульсов и нуль-орган 17 поступает в блок 20 управления и на экстремумдетектор 15. При достижении максимального напряжения экстремум-детек- С

1550343 тора 15 по сигналу из блока 20 закрывается ключ 14. Это приводит к закрыгию клапана 10 и открытию клапана

11. Давление в камере Кl падает и под действием упругих сил сильфонов 5 рабочая жидкость перекачивается обратИзобретение относится к информационно-измерительной технике, в част-! ности к измерителям давления с деформационным (сильфонным, мембр анным) преобразователем.

Целью изобретения является повыше. ние точности измерения и расширение области применения путем обеспечения работы электрокинетического преобразователя давления на постоянном потоке измеряемой среды, На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства для измерения давления; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства, Устройство (фиг. 1) состоит из электрокинетического преобразователя

1 давления, содержащего корпус 2, разделенный пористой перегородкой 3 с токосъемными электродами 4 и силь. фонами 5 на входную рабочую (Кl), пневмо- (К4) и гидро- (К2), (КЗ) камеры, объем последних пар из которых, замкнутый сильфонами 5, заполнен полярной жидкостью 6 в качестве рабочей, разветвляющийся .на два канала 7, 8 патрубок 9, на которых установлены электропневмоклапаны 10, 11 и функционально взаимосвязанных усилителя

12, селектора 13 полярности импульсов, электронного ключа 14, экстремум-детектора (аналоговой памяти) 15, дифференциатора 16, нуль-органа 17, формирователей 18, 19 импульса, блока 20 управления и измерительного устройства 21.

Работа устройства измерителя давления заключается в следующем.

В начальный момент клапан 10 канала 7, соединяющего входную камеру Kl с измеряемым потоком, закрыт сигналом схемы управления 20 и камера Kl посредством канала 8 с открытым клапаном 11 сообщается с атмосферой. В результате этого давления в камерах преобразователя 1 равны, поэтому на

его выходе отсутствует потенциал течения ° Цепи управления клапанов 10

55 но. В момент возвращения сильфонов в исходное состояние под воздействием заднего фронта импульса блока .20 вырабатывает сигнал, действием которого устройство готово к новому циклу измерения. 2 ил.

H l1, возбуждаясь по сигналу "Пуск" от блока 20 (фиг. 2б), меняют их положениями, т.е. клапан 11 закрывается и клапан 10 открывается, Узлы измерителя — канал 7 (или 8) с камерой

К1, обладающей пневмосопротивлением и пневмоемкостью, образуют пневматический интегратор, благодаря чему давление измеряемой среды, поступающей через канал 7 в камеру К1, плавно изменяется до значения P„ (фнг. 2а), под действием которого часть рабочей жидкости 6 перекачивается из камеры

К2 в камеру I<3. 3а этот период на электродах 4 образуется разность потенциалов, изменяющаяся по линейно нарастающему закону, и далее, при постоянстве в камере К1 давления Р падающая во времени по экспоненциальному закону (фиг. 2в). При этом на выходе преобразователя 1 возникает электрический сигнал Е . практически треугольной формы (фиг. 2в), максимальное значение изменения уровня Е„ которого пропорционально измеряемому давлению Р1.

То ко съе мные эл ектр оды 4 Э КП подключены к входу усилителя 12, предназначенного для согласования входного сопротивления 3KII с внешней электрической цепью. Выходное напряжение

ЭКП через усилитель 12 подается в селектор 13 полярности импульсов, где происходит выделение импульсных сигналов Е+ и Е биполярного потенциала (фи г. 2в), которые, следовательно, проходя ло соответствующим цепям через преобразующие блоки, т.е. днфференциатор 16, формирователь 18 импульса, нуль-орган 17 и формирователь

19 импульса, поступают в блок 20 уп" равления. В схеме дпфференциатора 16 формируется двуполярный импульс (фиг. 2г), момент изменения полярности которого фиксируется с помощью нуль-органа 17 на операционном усилителе (фиг, 2д), при котором на выходе экстремум-детектора 15, выполненного

5 155О34 на основе интегратора, получается напряжение, пропорциональное значению потенциала протекания Е„ преобразователя 1 (фиг. 2е), которое запоминается на время, необходимое для полного цикла измерения. Этот запомненный постоянный потенциал Е подается на высокоомный вход измерительного устройства 21, градуировка которого мо- lp жет быть выполнена в единицах давления, до тех пор, пока экстремум-детектор 15 не получит новую информацию

При достижении потенциалом детектора

15 значения Е > (фиг. 2е) по сигналу от блока 20 управления закрывается ключ 14 (фиг. 2ж), при котором исключается возможность разряда конденсатора детектора 15 через выходные цепи преобразователя 1 в период измерения. 20

Под действием сигнала отрицательной полярности от дифференциатора 16 (фиг. 2г) на выходе формирователя 18 образуется прямоугольный импульс воздействия (фиг. 2з), поступающий в 25 блок 20 управления, спад которого соответствует моменту прекращения движения сильфонов 5. Далее по сигналу блока 20 управления (фиг. 2к) камера

K1 ; клапан 3р

l0 закрывается, при открытии клапана 11 давление Р в камере Kl плавно падает до нуля (фиг. 2б), тем самым sa счет упругих сил сильфонов 5 обеспечивается перекачивание рабочей жидкости

6 обратно, из камеры К3 в камеру К2.

Следовательно, на электродах 4 преобразователя 1 возникает практически треугольный импульс Е отрицательной полярности (фиг, 2в), 3а время воз- 40 никновения спада импульса Е на выходе формирователя 19 появляется прямоугольный импульс (фиг. 2л), который подводится на вход блока 20 управления. В момент возвращения сильфонов 45

5 в исходное состояние (весь пере" местившийся объем жидкости 6 перекачан обратно) под воздействием заднего фронта импульса формирователя 19 блок. управления 20 вырабатывает сигналы, действием которых клапан 10 переключается, т. е, соединяет камеру

Kl с объектом измерения, ключ 14 открывается и экстремум-детектор 15 сбрасывается в нулевое положение, .для чего его выход замыкается на корпус.

После этого снова автоматически начинают аналогичный цикл измерения:

3 6 измеряемое статическое давление Р управляемыми клапанами 10 и 11 .преобразуется в импульсное давление, из-. меняющееся, в данном случае, по трапецеидальному закону (фиг. 2а), в результате .чего на выходе ЭКП возникает биполярный треугольный электрический сигнал (фиг. 2в) ° и электронной частью измерителя производится измерение информативного параметра биполярного сигнапа, пропорционапьного статическому Р„. Скорость плавного изменения давления во входной камере Kl выбирают с таким расчетом, чтобы создавалось условие для точной фиксации факта достижения максимального значения изменения уровней импульсов Е+ и Е

Таким образом, благодаря применению деформационного электрокинетического преобразователя с управляемыми клапанами в сочетании с электронной схемой создается возможность использовать его при измерении на .постоянном потоке, в результате чего исключаются влияния внешних факторов и поляризационного эффекта Э1(П на показания измерителя давления, чем повышается точность измерения, а также расширяется область применения устройствава.

Формула изобретения

Устройство для измерения давления, содержацее электрокинетический преобразователь, состоящий из корпуса с подводяцим патрубком, разделенного герметичной перегородкой на две камеры — первую.и вторую, причем в герметичной перегородке установлены два сильфона, с .образованием полости, заполненной рабочей жидкостью, в которой размещены пористые перегородки с двумя токосъемными электродами, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения области применения за счет обеспечения работы электрокинетического преобразователя.на постоянном потоке измеряемой среды, он снабжен усилителем, селектором полярности импульсов, электронным ключом, экстремум-детектором, дифференциатором, нуль-органом; двумя формирователями импульсов, блоком управления и измерителем, а патрубок, соединенный с первой камерой, разветвлен на два ка1550343 к у Ю

Составитель В.Ульянов

Редактор М.циткина Техред М.Дидик Корректор М, Максимншинец

Заказ 265 Тираж 46S Подписное

ВШЯПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

11

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгороц, ул. Гагарина, 101 нала, на каждом из которых установлен управляемый электропневмоклапан, причем один из клапанов соединен с истоиником измеряемого давления, а другой открыт и сообщен с атмосферой, при этом электроды преобразователя через усилитель подсоединены к входу селектора полярности импульсов, первый выход которого через первый вход электронного ключа подсоединен к первому входу экстремум-детектора, второй выход селектора. через первый формирователь прямоугольных импульсов подключен к первому входу блока управлення, а третий выход селектора через дифференциатор, второй формирователь прямоугольных импульсов и

5 нуль-орган подключен к вторбму и третьему входам блока управления, причем первый и второй выходы блока управления соединены с управляемыми клапана" ми, третий выход блока управления соединен с вторым входом электронного ключа, а четвертый выход блока управ-, ления соединен с вторым входом экстремум-детектора, а выход экстремумдетектора соединен с входом измерит еля °