Датчик давления с частотным выходным сигналом

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам давления жидких и газообразных сред. Цель изобретения - повышение чувствительности. На дне 2 корпуса 1 закреплен один конец сильфона 8, другой конец которого связан с резонатором 3. Внутри резонатора 3 размещены устройства возбуждения 5 и съема 6 колебаний, а также тонкостенный цилиндр 14. В середине цилиндра 14 закреплен кольцевой магнит 19, расположенный на уровне свободного торца резонатора 3. Тонкостенный цилиндр 10 закреплен кольцевыми буртами 24,25 на корпусе 1. Кольцевой магнит 12 установлен на внутренней поверхности цилиндра 10 и размещен на уровне середины тонкостенного участка резонатора 3. Полость 15 цилиндра 14 сообщена с приемной полостью датчика. Под действием давления жесткость резонатора уменьшается, сильфон 8 перемещается вверх. Магнит 19 приближается к центру резонатора 3, а магнит 12 удаляется, в связи с чем частота колебаний резонатора уменьшается. Внутренняя поверхность цилиндра 10 и магнит 12 удаляются от резонатора 3, а внешняя поверхность цилиндра 14 и магнит 19 приближаются к нему, что также способствует уменьшению частоты колебаний резонатора. В результате действия перечисленных факторов чувствительность датчика повышается.

„„ЯО„„560997

СОЮЗ СОВЕТСНИ%

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИ%

РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 L 11 00

r1PH ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54) ДАТЧИ ДАВЛЕНИЯ

ХОДНЫМ СИГНАЛОМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ I (21) 4448177/24-10 (22) 28.06.88 (46) 30.04.90. Бюл. N - 16 (72) В.В.Воробьев, А.П.Демин, А.С.Соколовский и В.В.Ульянов (53) 531.787.791 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1108342, кл. G 01 L 11/ОО, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Ф 304466, кл. G 01 L 11/00, 1970. (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам давления жидких и газообразных сред. Цель изобретения — повьппение чувствительности. На дне 2 корпуса 1 закреплен один конец сильфона 8, другой конец которого связан с резонатором 3. Внутри резонатора 3 размещены устройства возбуждения 5 и съема 6 колебаний, а также тонкостенный цилиндр 14. В середине цилиндра 14 закреплен кольцевой магнит 19, расположенный на уровне своi

1560997 бодного торца резонатора 3. Тонкостенный цилиндр 10 закреплен кольцевыми буртами 24,25 на корпусе 1.

Кольцевой магнит 12 установлен на внутренней поверхности цилиндра 10 и

5 размещен на уровне середины тонкостенного участка резонатора 3. Полость 15 цилиндра 14 сообщена с приемной полостью датчика. Под действием 10 давления жесткость резонатора уменьшается, сильфон 8 перемещается вверх., Магнит 19 приближается к центру резо1

1 !

1.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к датчикам давления жидких и газообразных сред. 20

Цель изобретения — повышение чувствительности.

На фиг.1 представлено устройство, .общий вид, на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1. 25

Датчик содержит корпус 1 с дном 2.

В корпусе 1 размещен резонатор 3, выполненный в виде стакана из ферромагнитного материала с тонкостенным ци линдрическим участком 4, с устройст- 3п вами возбужцения 5 и съема 6 колеба-, ний резонатора 3, который открытым торцом 7 соосно установлен на сильфоне 8, установленном другим своим торцом на дне 2 корпуса 1. Устройст35

Ва возбуждения 5 и съема 6 колебаний размещены на держателе 9, закрепленном на дне 2 и размещенном в полости

1 езонатора 3, В корпусе 1 размещен тонкостенный цилиндр 10, который со 4О стенкой корпуса образует камеру 11, На стенке цилиндра 10 размещен кольцевой магнит l2 на уровне середины стенки 4 резонатора. В полости 13 резонатора 3 коаксиально резонатору 45 размещен тонкостенный цилиндр 14„ образующий с поверхностью охватываемого

ым держателя 9 полость 15, которая каналом 16 соединена с приемной камерой 1?, снабженной подводящим измеряемую среду штуцером l8. Иа на50

p HoA IIoBepxHocTH цили Щра 14 se креплен кольцевой магнит 19 на уровIIe торца 7 резонатора 3. Кольцевой магнит 12 (фиг.2) выполнен в виде кольцевых сегментов 20, каждый из которых закреплен в своей средней час"„ и на стенке цилиндра 10 с помощью винтов 21. Кольцевой магнит 19 тайнатора 3, а магнит 12 удаляется в связи с чем частота колебаний резонатора уменьшается ° Внутренняя поверхность цилиндра 10 и магнит 12 удаляются от резонатора 3, а внешняя поверхность цилиндра 14 и магнит 19 приближаются к нему, что также способствует уменьшению частоты колебаний резонатора. В результате действия перечисленных факторов чувствительность датчика повышается. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. же выполнен в виде кольцевых сегментов 22, каждый из которых укреплен на стенке цилиндра 14 в своей средней части с помощью винтов 23.

Цилиндры l0 и 14 снабжены кольцевыми буртами 24,25 и 26,27, установленньпы на их торцах. Кольцевые бурты 24 и 25 закреплены на внешней IIoверхности цилиндра 10 и связаны с корпусом 1. Кольцевые бурты 26 и 27 закреплены на внутренней поверхности цилиндра 14 и связаны с держателем 9.

Датчик давления работает следующим образом.

Давление измеряемой среды воздействует на наружную поверхность цилиндрической стенки 4 резонатора, которая приводится в колебательное состояние с помощью электромагнита 6.

Съем колебаний производится с помощью электромагнита 6. Под влиянием наружного давления жесткость резонатора уменьшается и частота колебаний на выходе датчика уменьшается. Одновременно уменьшение жесткости pesoнатора происходит вследствие воздействия давления на стенку цилиндра

10, которая увеличивает свой диаметр, отодвигая закрепленный на ней кольцевой магнит 12 от стенки 4 резонатора. Под действием измеряемого давления, поступающего по каналу 16 в полость l5 цилиндра 14, его стенка увеличивает диаметр и укрепленный на ней кольцевой магнит 19 приближается к стенке резонатора, уменьшая его жесткост.ь. Под действием давления в ,приемной полости 17 сильфона 8 сжимается и резонатор перемещается в направлении дна 2 корпуса 1, что приводит к перемещению стенки резонатора относительно кольцевых магнитов 12 и 19. При этом действие наруж5

1S6 ного магнита 12 ослабевает, а внутреннего магнита 19 возрастает, поI скольку действие магнитов на стенку

4 определяется их расстоянием от середины цилиндрического участка 4.

Максимальное действие наблюдается при расположении кольцевого магнита посередине этого участка, а минимальное — на конце этого участка. Следовательно, за счет относительного продольного перемещения резонатора относительно кольцевых магнитов жесткость резонатора при повышении давления дополнительно уменьшается.

В результате от одновременного действия пяти факторов (давления на стенку 4 резонатора, радиального перемещения двух магнитов относительно резонатора и продольного перемещения резонатора относительно двух магнитов) выходная частота колебаний резонатора уменьшается при повышении давления измеряемой среды. По этой частоте судят об измеряемом давлении.

Полости 11 и 13 соединяются с атмосферой при измерении избыточного давления или вакуумируются при измерении абсолютйого давления.

Выполнение кольцевого магнита в виде кольцевых сегментов позволяет исключить жесткость магнита в виде кольца и соответственно увеличить величину радиального перемещения магнитов. Крепление сегментов в средней части позволяет максимально исключить влияние жесткости сегментов на вели ::. ну их радиал.;ного перемещения, В .-.т :и случае их перемещение фактически зависит от жесткости стенки цилиндров 10 и 14, Формула изобретения

1. Датчик давления с частотным выходным сигналом, содержащий цилиндрический корпус с дном и подводящим каналом, размещенный в корпусе и вы-!

0997 6 полненный из ферромагнитного материала резонатор в виде стакана с цилиндрическим участком, внутри которого

5 размещено устройство возбуждения и съема колебаний, закрепленного на держателе с основанием, и два кольцевых магнита, установленных коаксиально с резонатором, один из которых расположен внутри резонатора, а другой— снаружи, причем наружная поверхность резонатора,и стенка корпуса образуют приемную полость, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен силь оном и двумя тонкостенными цилиндрар .ми с кольцевыми буртами на торцах, установленными коаксиально с резонатором, -при этом бурты одного тонко20 стенного цилиндра размещены на его внешней поверхности и скрепленьг с внутренней поверхностью корпуса, а бурты другого тонкостенного цилиндра размещены на внутренней его поверхности и закреплены на держателе, при этом один торец сильфона соединен с открытым торцом резонатора, а другой его торец закреплен на основании держателя, в держателе выполнен канал, 3V сообщающий приемную полость с полостью второго цилиндра, при этом второй магнит закреплен на внутренней поверхности первого цилиндра и разме" щен на уровне середины цилиндрического участка резонатора, а первый магнит установлен на внешней поверхности второго цилиндра и размещен на .ровне открытого торца резонатора.

2. Датчик по п.!„ о т л и ч а ив

40 шийся тем, что кольцевые магниты выполнены в виде кольцевых сегментов.

3. Датчик по пп.1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что кольцевые

45 сегменты закреплены на стенках ци линдров в средней части каждого сегмента.

15б0997

Составигель Е.Швая

Техред Л.Серд окова КорректоР В,Кабаций.

Редактор Л.Пчолинская

Тираж 459

Заказ 974

Подписное

ВНЫИПИ Государственного комитета по изобретенияи и откритиии при 1 KRT СССР

113035, Иосквй, R-35р Раушская наб„, д. 4/5

Производственно-издательский коибйнат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 103