Датчик давления с частотным выходным сигналом

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам давления с частотным выходным сигналом. Цель изобретения - повышение чувствительности. В корпусе установлен резонатор 1, выполненный в виде стакана с тонкостенным цилиндрическим участком 3. Внутри резонатора размещены устройства возбуждения и съема колебаний 15,16. В дне 2 резонатора выполнено отверстие, по периметру которого закреплен свободный торец сильфона 7. Снаружи резонатора размещен кольцевой магнит 10, а внутри - кольцевой магнит 9. Кольцевой магнит 10 закреплен на свободных концах стоек 11 и 13 держателя. Кольцевой магнит 9 связан с заглушенным торцом 8 сильфона 7, на котором закреплен свободный конец стойки 12 держателя. При повышении давления сильфон 7 растягивается. Влияние магнита 10 уменьшается, а магнита 9 увеличивается, в связи с чем частота колебаний уменьшается. За счет увеличения внешнего давления жесткость резонатора уменьшается.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

МЯЮВЮП Ч

РЕСПУБЛИК аа (и) А1 (51)5 G 01 L 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ ССО (21) 4449061/24-10 (22) 28.06.88 (46) 30 ° 04.90. Бюл. И 16 (72) В.Б.Воробьев, А.П.Демин, А.С.Соколовский и В.В.Ульянов (53) 531.787.91 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1108342, кл. 0 01 L 11/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР и 304466, кл. С 01 Ь 11/00, 1970. (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДНЫМ СИГНАЛОМ

: (57) Изобретение относится к области

I . контрольно-измерительной технике, в частности к датчикам давления с частотным выходным сигналом. Цель изобретения — повышение чувствительности.

В корпусе установлен резонатор 1, выполненный в виде стакана с тонкостенным цилиндрическим участком 3. Внутри резонатора размещено устройство возбуждения и съема колебаний 15,16.

В дне 2 резонатора выполнено отверстие, по периметру которого закреплен свободный торец сильфона 7. Снаружи

1560998 резонатора размещен кольцевой магнит

10, а внутри — кольцевой магнит 9.

Кольцевой магнит 10 закреплен на свободных концах стоек 11 и 13 держателя. Кольцевой магнит 9 связан с заглушенным торцом 8 сильфона 7, на котором закреплен свободный конец стойИзобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к датчикам давления с частотным выходом для измерения давления жидких и газообразных сред.

Цель изобретения — повышение чувс ствительности, На чертеже представлен датчик дав- 20 ленил. общий вид.

Датчик давления содержит резонатор 1, выполненный в виде стакана с дном 2 и тонкостенным цилиицрическим участком 3. Резонатор укреплен откры- 25 тым концом стакана герметично в кор1 пусе 4 при помощи фланца 5, изготовленного. за одно целое " .резонатором

1„ и крышки 6. В дне 2 резонатора 1 выполнено отверстие, по периферии ко- 30 торого открытым торцом закреплен сильфон 7, выполненный с глухим вторым торцом 8. Сильфон 7 размещен внутри резонатора 1. На дне сильфона

7 с наружной стороны на уровне конца тонкостенного участка 3, примыкающего к дну 2, закреплен кольцевой магнит 9. Второй кольцевой магнит 10 размещен коаксиально снаружи резонатора 1 на уровне середины тонкостенного цилиндрического участка 3 на держателе, выполненном в виде трех стоек 11 — 13, соединенных перемычкой 14. Свободные концы в диаметрально противоположных точках подсоедине- 15 ны к магниту il0 а свободный конец средней стойки 12 закреплен внутри сильфона 7 в центре его глухого торца 8. Внутри резонатора 1 размещено устройство возбуждения и съема колебаний, которое образовано электромагнитами возбуждения 15 и съема 16, закрепленными в немагнитном корпусе возбудителя 17 путем заливки их гер.метичной массой 18. Корпус 4. снабжен подводящим штуцером 19, Герметизация

55 .приемной камеры 20, образованной стенками корпуса 4, наружной поверхностью резонатора 1 и внутренней ноки 12 держателя. При повышении давления сильфон 7 растягивается. Влияние магнита 10 уменьшается, а магнита

9 увеличивается, в связи с чем частота колебаний уменьшается. За счет увеличения внешнего давления жесткость резонатора уменьшается. 1 ил. верхностью сильфона 7, достигается герметичным уплотнением 21, Электрик ческая связь электромагнитов возбуждения и съема колебаний с разъема 22 ос.уществляется с помощью герметичных выводов 23. Камера внутри резонатора вакуумируется (при измерении абсолютного давления) или сообщается с атмосферой (при измерении избыточного давления).

Датчик давления работает следующим образом.

Измеряемое давление через штуцер

19 подается внутрь замкнутой приемной камеры 20. Резонатор 1 приводится с помощью электромагнитов 15 в режим колебаний, Начальная частота является максимальной и определяется положением элементов,. представленных на чертеже. Она соответствует максимальной жесткости резонатора I так как внешний магнит 10 размещен в середине активного участка 3 резонатора и создает максимальную бочкообразную форму активному участку 3, а внутренний магнит 9 практически выключен (находится вне активного участка 3) °

При повышении измеряемого давления сильфон 7 растягивается, перемещается его глухой торец с магнитом 9 и с держателем со стойками 11 - 13, перемычкой 14 и внешним магнитом 10. За счет воздействия давления, уменьшения влияния магнита 10 и увеличения влияния магнита 9 стенка активного участка 3 перемещается к оси датчика. Жесткость резонатора уменьшается и частота колебаний также уменьшается. Жесткость сильфона 7 подбирается такой, чтобы при максимально допустимом измеряемом давлении внутренний магнит 9 располагался на уровне середины активного участка 3, а внешний магнит 10 — на уровне фланца 5 ре1 эонатора, т.е. выключался из работы.

В этом случае достигается минимальная частота колебаний резонатора. По

Формула изобретения

Составитель Е.Швая

Техред Л. Сердюкова

Корректор В. Кабаций

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 974 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,101

5 15 выходному сигналу с электромагнита

16 съема колебаний судят об измеряемом давлении.

В датчике диапазон изменения жесткости резонатора, а, следовательно, и диапазон изменения частоты увеличены за счет дополнительного использования подвижных кольцевых магнитов, в результате достигается повышенная чувствительность датчика.

Датчик давления с частотным выходным сигналом, содержащий корпус с подводящим каналом, размещенный в корпусе и выполненный из ферромагнитного материала резонатор в виде стакана с тонкостенным цилиндрическим участком и дном, устройство возбуждения и съема колебаний, два размещенных на держателях кольцевых магнита, установленных коаксиально с резонатором, один из которых размещен внутри резонатора, а другой — снаружи, при60998 6 чем внешняя поверхность резонатора и стенки корпуса образуют приемную по-: лость, отличающийся тем, 5 что с целью повышения чувствительности, он снабжен сильфоном с глухим торцом, установленным внутри резонатора, выполненным с отверстием в его дне, по периметру которого закреплен открытый торец сильфона, при этом держатель выполнен в виде трех параллельных стоек, концы которых соединены перемычкой, его средняя стойка свободным концом. размещена внутри сильфона и жестко связана с его заглушенным торцом, а боковые стойки охватывают резонатор, при этом первый кольцевой магнит закреплен на внешней поверхности глухого торца сильфона

20 и расположен на уровне конца тонкостенного участка резонатора, примыкающего к его дну, а второй кольцевой магнит закреплен на свободных концах боковых стоек держателя и размещен

25 на уровне средней части тонкостенно- го цилиндрического участка.