Устройство для динамических испытаний датчиков импульсного давления

 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для исследования динамических характеристик и калибровки датчиков импульсного давления, и позволяет расширить эксплуатационные возможности устройства. Для этого в устройстве используется пироэффект для создания высоковольтного напряжения на поверхностях камеры 2, для чего она выполнена из пьезокерамики с высоким значением пирокоэффициента и помещена в контейнер 1 с теплообменником, имеющим криогенные панели и нагревательные элементы. При нагревании /охлаждении/ камеры 2 на ее электродах из-за пироэффекта возникает разность потенциалов. При сбрасывании заряда через реле-переключатель 7 размер внутренней полости камеры резко изменяется и в ней возникает сферическая волна сжатия /разряжения/, оказывающая действие на испытуемый датчик 5, сигнал с которого подается на регистрирующую аппаратуру 6. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 1 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ I.,,.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4478255/24-10 (22) 05.09,88 (46) 15.06.90. Бюл. гв 22 (72) Г.Н.Сунцов, Л.В.Новиков и Л.Е.Белоголов (53) 531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N1474491,,кл. G 01! 27/00. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ ДАТЧИКОВ ИМПУЛЬСНОГО

ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для исследования динамических характеристик и калибровки датчиков импульсного давления, и позволяет расширить эксплуатационные возможности устройства. Для этого в

„„5(i„„1571456 А1 устройстве используется пироэффект для создания высоковольтного напряжения на поверхностях камеры 2, для чего она выполнена из пьезокерамики с высоким значением пирокоэффициента и помещена в контейнер 1 с теплообменником; имеющим криогенные панели и нагревательные элементы. При нагревании (охлаждении) камеры 2 на ее электродах из-за пироэффекта возникает разность потенциалов. При сбрасывании заряда через реле-переключатель

7 размер внутренней полости камеры резко изменяется и в ней возникает сферическая волна сжатия (разряжения), оказывающая действие на испытуемый датчик 5, сигнал с которого подается на регистрирующую аппаратуру 6. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению в частности K устройствам для градуировки датчиков импульсного давления..

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей устройства, На чертеже схематически приведено устройство.

Устройство содержит контейнер 1 из еплоизоляционного материала, например стекла, Внутри контейнера установлена камера 2, выполненная иэ пьезокерамики в виде полого шара. В качестве пьезокерамики использован материал с высоким значением пирокоэффициента, например цирконат титанат свинца ЦТС-21, Внешняя поверхность 3 камеры 2 и внутренняя ее поверхность 4 покрыты слоем серебр", причем внутренняя поверхность 4 заземлена.

Камера 2 заполнена рабочим телом, например водой, маслом и т.п. и в нее вставлен испытуемый датчик 5 импульсного давления, так что его чувствительная головка размещена точно в центре камеры 2

Датчик 5 импульсного давления электрически связан с иэмерительно-регистрационной аппаратурой 6. Внешняя 3 серебряная оболочка сферы 2 электрически связана с пусковым реле-переключателем 7, один из полюсов которого соединен с землей, Внутри контейнера 1 размещен теплообменник 8, выполненный в виде набора криопанелей и нагревательных элементов, погруженных в масло или воду 9, Устройство для динамических испытаний датчиков импульсного давления работает следующим образом, Заполняют контейнер 1 маслом, Заполняют камеру 2 рабочим телом (вода, масло и т.n.) через штуцер (не показан), вставляют в нее испытуемый датчик 5 и герметиэируют ее.

Подключают испытуемый датчик 5 к измерительно-регистрационной аппаратуре

6.

Производят холостое срабатывание пускового реле-переключателя 7 путем дистанционного включения, При этом внешняя поверхность 3 камеры 2 через пусковое реле 7 соединяется с земляной шиной, а так как внутренняя поверхность 4 камеры 2 всегда соединена с земляной шиной, то про. исходит снятие заряда с камеры 2, Конденсатор, образованный керамической стенкой камеры 2 и двумя его металли. зированными поверхностями 3 и 4, разряжается. На его обкладках (стенках камеры 3 и 4) нет элсктрических зарядов, Возвращают пусковое реле 7 в исходное положение и тем самым отсоединяют внешнюю поверхность 3 камеры 2 от земляной шины.

5 Включают теплообменник 8, пропуская через его змеевик горячую жидкость. Тепло через масло 9 контейнера 1 передается сферической камере 2. При нагревании камеры на каждые 10 C между внешней поверхно10 стью 3 камеры 2 и земляной шиной(внутренней поверхностью 4 камеры 2) из-за пироэффекта возникает разность потенциалов 1000 В.

За температурой масла 9 в контейнере

15 1 следят по термометру (не показан), а за разностью потенциалов по вольтметру, После достижения желаемой разности потенциалов дистанционно включают пусковое реле-переключатель 7. Происходит

20 резкое сбрасывание заряда, Из-за обратного пьезоэффекта размер внутренней полости камеры 2 резко изменяется.

В зависимости от поляризации пьезоматериала при изготовлении камеры 2 раз25 мер внутренней полости либо уменьшается либо резко увеличивается.

В первом случае на границе рабоча среда (масло, вода и т.п.) — внутренняя стенка 4 камеры 2 возникает сферическая волна

30 сжатия. Она распространяется со всех сторон к центру сферы туда, где расположен испытуемый датчик 5 импульсного давления, Во втором случае происходит резкое

35 увеличение размера внутренней полости камеры 2, что приводит к возникновению волны разрежения.

По мере приближения к датчику интенсивность волны увеличивается обратно про40 порционально квадрату радиуса. Таким образом, усиленная волна одновременно со всех сторон оказывает действие на датчик 5.

Сигнал с испытуемого датчика 5 попадает на иэмерительно-регистрационную аппа45 ратуру 6 и расшифровывается сразу после пуска. Работа пускового реле 7 и аппаратуplbl 6 синхронизирована(не показано).

Пусковое реле 7 приводят в исходное положение, На внешней поверхности 3 ка50 меры 2 нет электрических зарядов, Отключают горячую жидкость от змеевика теплообменника 8 и подключают холодную.

Тепло через масло 9 контейнера 1 от

55 сферической камеры 2 уходит к змеевикам.

Температура камеры 2 понижается и между внешней- 3 и внутренней 4 поверхностями возникает новая разность потенциалов. обратная по полярности.

1571456

Составитель Н.Матрохина

Техред М,Моргентал Корректор И.Муска

Редактор А,Долинич

Заказ 1506 Тираж 461 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета Ilo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

В дальнейшем все операции повторяют и получают новую осциллограмму отклика датчика 5.на импульсное нагружение.

В качестве охлаждающей и нагревающей жидкости в теплообменнике 8 используется холодная и горячая вода, Для быстрого охлаждения масла 9 используется жидкий азот. В отдельных случаях возможна быстрая замена масла 9 на масло с другой температурой, а также использование низковольтного омического подогревателя.

Перед вводом устройства в эксплуатацию снимают его технические характеристики и заносят их в паспорт. Для этого проводят серию испытаний из 14-16 ïóñков, в каждом из которых фиксируют на ре. гистраторе 6 сигнал от эталонного датчика.

Получив паспортные характеристики устройства, дальнейшую работу ведут следующим образом.

Вместо эталонного датчика устанавливают иСлытуемый и проводят пуск устройства, При этом фиксируют на регистраторе 6 сигнал от испытуемого датчика 5.

По форме сигнала от испытуемого датчика определяют его динамические характе.ристики — переходную функцию, затухание, частоту собственных колебаний и т.п.

При необходимости получения ампли, тудной тарировки вместо испытуемого датчика опять помещают эталонный датчик, изменяют режим работы теплообменника 8.

Получают зависимость амплитуды действуI ющего импульса от величины электрического потенциала. Затем вместо эталонного датчика устанавливают в камере 2 испытуемый датчик и проводят его амплитудную

5 градуировку.

Использование устройства для динамических испытаний датчиков импульсного давления позволяет повысить безопасность работы устройства и его автономность.

10 Формула изобретения

Устройство для динамических испытаний датчиков импульсного давления, содержащее выполненную иэ пьезокерамического материала сферическую камеру со

15 сферическими внешним и внутренним электродами, заполненную рабочей жидкостью, в которой установлен узел для крепления датчика по центру камеры, при этом внутренний электрод заэемлен, а внешний—

20 подключен к пусковому реле-переключателю, одна иэ клемм которого заземлена, и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено заполненным

25 жидкостью контейнером, снабженным теплообменником с нагревательными и охлаждающими элементами, при этом сферическая камера размещена в контейнере и погружена в жидкость, а в качестве пьезоке30 рамического материала использована пьезокерамика C высоким значением коэффициента пироэлектрического эффекта.