Датчик разности давлений

 

Изобретение относится к датчикам разности давлений и позволяет повысить чувствительность датчика при использовании в качестве чувствительных элементов упругих разностопных оболочек, работающих на продольный изгиб. Датчик содержит цилиндрический корпус 1 с двумя штуцерами 2,3 для подвода давления. Давления воспринимаются дифференциальным упругим чувствительным элементом, представляющим собой две идентичные цилиндрические трубки 4,5 с эксцентричным каналом. Одни концы трубок приведены герметично к штуцерам 2,3, а другие к центральной заглушке 6. Внутренние отверстия трубок 4,5 расположены по одной оси, а стенки с наибольшей толщиной повернуты одна относительно другой на 180°. На центральной заглушке 6 под углом 90° расположены подвижные электроды измерительного и эталонного конденсаторов емкостного преобразователя. Неподвижные электроды расположены на корпусе. При изменении давления изгибающее усилие одной из трубок вызывает перемещение заглушки 6, которое преобразуется в изменение емкости измерительного конденсатора . 2 ил. Ј з F О Ч sQ КЭ N vj (fafl

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 01 L 9/12, 13/02

ГОСУДАРСТВЕН ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР описо,ник изоБ кт ния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тора. 2 ил, Мг

Фиг.! (21) 4760388/10 (22) 20.11.89 (46) 23.09.91. Бюл. М 35 (72) В.А.Раков и В.Г.Тимошенко (53) 531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1481607, кл. G 01 1 9/12, 1987. (54) ДАТЧИК РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЙ (57) Изобретение относится к датчикам разности давлений и позволяет повысить чувствительность датчика при использовании в качестве чувствительных элементов упругих разностенных оболочек, работающих на продольный изгиб. Датчик содержит цилиндрический корпус 1 с двумя штуцерами 2,3 для подвода давления. Давления воспринимаются дифференциальным упругим чувствительным элементом, „„ „„1679227 Al представляющим собой две идентичные цилиндрические трубки 4,5 с эксцентричным каналом. Одни концы трубок приведены герметично к штуцерам 2,3, а другие к центральной заглушке 6. Внутренние отверстия трубок 4,5 расположены по одной оси, а стенки с наибольшей толщиной повернуты одна относительно другой на 180 .

На центральной заглушке 6 под углом 90 расположены подвижные электроды измерительного и эталонного конденсаторов емкостного преобразователя. Неподвижные электроды расположены на корпусе, При изменении давления изгибающее усилие одной из трубок вызывает перемещение заглушки 6, которое преобразуется в изменение емкости измерительного конденса1679227

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к датчикам разности давлений, и может быть использовано при измерении давления различных среджидких, газообразных, в том числе и агрессивных.

Цель изобретения - повышение чувствительности датчика разности давлений.

На фиг.1 приведена конструкция предлагаемого датчика; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Датчик содержит корпус 1 цилиндрической формы, к которому приварены штуцеры 2 и 3, К шейкам штуцеров приварены концы упругих чувствительных элементов, выполненных в виде прямых трубок 4 и 5, вторые концы. которых приварены к центральной заглушке 6. Упругие чувствительные элементы имеют форму трубок с эксцентрично расположенными цилиндрическими каналами, придающими трубкам разнотолщинность стенок. Трубки 4 и 5 расположены на заглушке 6 по одной оси так, что точки максимального эксцентриситета повернуты под углом 180О. На заглушке 6 точечной лазерной сваркой закреплена стойка 7 подвижного электрода 8 измерительного конденсатора Сх. На заглушке под углом 90 относительно стойки 7 расположена и аналогично закрейлена стойка (не показана) подвижного электрода 9 эталонного конденсатора Со. На наружной поверхности корпуса против электродов 8 и 9 выполнены прямоугольные отверстия и две .плоские площадки с уступами. На плоскостях площадок расположены металлические кронштейны 10 и 11 с неподвижными электродами 12 и 13. Электроды 12 и 13 присоединены к кронштейнам 10 и 11 и изолированы от них специальным плавленным стеклом. Зазор между электродами

8,12, 9 и 13 устанавливается с помощью щупа, вставляемого в специальные прорезки корпуса, и регулируется с помощью мерных прокладок 14, и 15, помещаемых между основаниями кронштейнов 10 и 11 и плоскими площадками корпуса. После регулировки края прокладок 14 и 15 и кронштейнов 10 и

11 привариваются к уступам плоских площадок точечной сваркой, Неподвижный электрод 13 эталонного конденсатора выполнен по высоте длиннее подвижного электрода с тем, чтобы при его перемещении вверх-вниз обеспечивалось гарантийное перекрытие их площадей.

К цилиндрическому корпусу 1 приварены эксцентричные фланцы 16 и 17, Во фланце 16 с помощью плавленного стекла вмонтированы герметичные электроды 18.

На фланце 16 и 17 надет кожух 19 и герме40

50,минимальные микродеформации),чтообеспечивает незначительную погрешность от действия рабочих давлений, а также легче изготовить идентичные трубки с цилиндрическими отверстиями из одной калиброванной заготовки.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении за счет использования двух жестко соединенных концами прямых трубок с эксцентричным каналом достигнуто повышение. чувствительности

30 тично приварен к ним. Полость внутри кожуха 19 вакуумирована. На кожух и корпус надета крышка 20, приваренная к кожуху

19 по наружному диаметру, через отверстие крышки с вмонтированной в нем манжетой проходят выводные экранированные провода датчика.

Для уменьшения передачи момента усилий от присоединения трубопровода с накидной гайкой к штуцеру на сварные швы, на каждом штуцере выполнен участок квадратного сечения под гаечный ключ.

Работа датчика заключается в следующем.

Рабочие давления Р1 и Pz через штуцеры 3 и 2 поступают в разнотолщинные эксцентричные трубки 4 и 5. При одинаковых значениях давлений Р1 и Р2 за счет разности продольных HBllðÿæåíèé в толстык и тонких сторонах стенок в трубках возникают изгибные усилия, который благодаря. идентичности геометрии трубок и развороту их толстых участков на угол

180 уравновешивают друг друга, и заглушка 6 остается неподвижной.

При превышении одного из давлений, например Р» Р2, изгибающее усилие трубки 5 увеличивается, система упругих элементов выходит из состояния равновесия и заглушка 6 с электродом 8 перемещается в сторону толстой стенки трубки 5, При этом происходит уменьшение зазора рабочего конденсатора Сх и увеличение его емкости, которое преобразуется в изменение электрического сигнала

При превышении давления Pg над Р1 происходит обратное перемещение заглушки 6 и, соответственно, увеличение, зазора рабочего конденсатсра и уменьшение его емкости. При этом перемещение заглушки 6 не вызывает изменения зазоров и, соответственно, емкости эталонного конденсатора

Со, так как соотношением размеров электродов 9 и 13 обеспечено их полное перекрытие

Трубки 4 и 5 выбраны с цилиндрическими отверстиями по двум причинам: цилиндрическое сечение наиболее устойчиво к действию внутренних давлений (имеет

1679227 датчика разности давлений с емкостным преобразователем.

Составитель О. Полев

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор М, Максимишинец

Редактор Е. Папп

Заказ 3202 Тираж Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Формула изобретения .

Датчик разности давлений, содержащий цилиндрический корпус с двумя подводящими штуцерами, расположенный в корпусе дифференциальный блок упругих чувствительных элементов, и емкостный преобразователь деформаций, выполненный в виде измерительного и эталонного конденсаторов с подвижными и неподвижными плоскими электродами, от л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности, в нем блок упругих чувствительных элементов выполнен в виде двух индентичных прямолинейных цилиндрических трубок с эксцентричным каналом, установленных соосно и развернутых толстыми стен.ками друг относительно друга на 180, 5 при этом трубки герметично скреплены одними концами друг с другом с помощью центральной заглушки, а другие концы трубок герметично подсоединены к подводящим штуцерам, причем подвиж10 ные электроды эталонного и измерительного конденсаторов прикреплены к заглушке и сориентированы относительно друг друга под углом 90, а соответствующие им неподвижные электроды

15 конденсаторов закреплены на корпусе и сориентиррованы аналогично.