Пороговый датчик высоких давлений

Авторы патента:

G01L11 - Измерение постоянного или медленно меняющегося давления газообразных и жидких веществ или сыпучих материалов с помощью средств, не отнесенных к группе G01L 7/00 или G01L 9/00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (1! ) (5!) 5 6 01 (11/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о

О (Ь

ЬЭ

1 2

1 (21) 4780367/10 (22) 09.01.90 (46) 07.12.91. Бюл. М 45 (71) МГУ им. М,В.Ломоносова (72) Н.С.Алехина, С.К.Корчагина и Е.M.Ñîêîловская (53) 531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 935727, кл. G 01 1 9/02, 1980. (54) ПОРОГОВЫЙ ДАТЧИК ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ ,(57) Изобретение относится к технике высоких давлений, в частности к пороговым датчикам давления с реперными чувствительными элементами. Цель изобретениявЂ” расширение верхнего предела измеряемого давления до 43,0 кбар и упрощение конструкции датчика. Для этого чувствительный элемент 1 датчика выполняют из сегнетоэлектрического керамического материала цирконата-титаната-свинца-лантана при определенном соотношении компонентов.

Чувствительный элемент 1 датчика под давлением претерпевает фазовый переход и в момент фазового перехода происходит скачкообразное изменение электрической емкости (диэлектрической проницаемости), что фиксируется измерительным мостом.

7 ил.

1696922

Изобретение относится к технике высоких давлений и может быть использовано для измерения давления и калибровки установок высокого давления в промышленных установках и аппаратах высокого давления, используемых для научных исследований.

Целью изобретения являешься расширение верхнего предела измеряемого давления до 43 кбар и упрощение конструкции датчика.

Чувствительный элемент порогового датчика высоких давлений выполнен из сегнетоэлектрического керамического материала титаната-цирконата-свинца-лантана

РЬ1-х !-ах (Tio,47 Zro,53) Оз, где х = 0 вЂ” 10 ат. La.

Кроме припаивания двух тоководов для

° вывода из камеры высокого давления на регистрируемый прибор, никакой подготовки к работе датчика не требуется.

На фиг. 1 показана камера высокого, давления, в которую помещен пороговый датчик высоких давлений, разрез; на фиг.

2 вЂ” 6 вЂ” зависимости диэлектрической проницаемости е чувствительного элемента or давления при 20 С для составов с различным содержанием лантана (2 вЂ” 0; 3 вЂ” 2,5;

4,0 вЂ” 5,0; 5,0-7,5; 6-10 ат.$ !э), демонстрирующие скачки диэлектрической проницаемости до давления (первые пики низкокилобарные переходы, вторые пикивЂ” высококилобарные переходы); на фиг. 7вЂ” калибровочная кривая в зависимости от входящего в материал чувствительного элемента содержания лантана (! для высококилобарных переходов; ! вЂ” для низкокилобарных переходов).

Датчик содержит чувствительный элемент 1, электроды 2 и тоководы 3. Камера высокого давления включает ячейку 4 с передающей давление средой 5 и наковаль. ни6.

Указанные составы используются в качестве чувствительного элемента датчика. К электродам 2 таблетки или части таблетки припаяны тоководы 3 и готовый датчик помещен в камеру высокого давления, где передающей давление средой 5 служит твердое тело или жидкость. Тоководы 3 подсоединены к измерительному мосту.

В процессе работы установки высокого давления наковальни 6 осуществляют сжатие среды 5, передающей давление, заключенной в ячейку 4 камеры сверхвысокого давления, в которой находится датчик. Среда, передающая давление, подвергает сжачувствительный элемент 1 с ростом давле5 ния претерпевает фазовый переход, что ха- рактеризуется изменением (скачком) 10 нительного устройства. Точность регистра20 ции заданного уровня давления и 0,1 кбар.

Срабатывание датчика осуществляется в ди30

55 тию чувствительный элемент 1 датчика. Давление в материале датчика индуцирует фазовые переходы, в связи с чем емкостного о сигнала, который с помощью тоководов 3 от электродов 2 поступает на мост и регистрируется последним.

Данные сегнетоэлектрические составы под давлением претерпевают фазовые переходы и в момент фазового перехода происходит скачок емкости вЂ” диэлектрической проницаемости е (фиг.2-6), Резкое изменение емкости я при фазовом переходе регистрируется цифровым или другим емкостным мостом или может служить сигналом для срабатывания исполапазоне до 43,0 кбар, Сегнетоэлектрический керамический материал титаната-цирконата-свинца-лантана, претерпевающий под действием давпения два фазовых перехода, имеет на каждой из калибровочных кривыхсвою реперную точку, причем одна из них для низкокилобарных, другая для высококилобарных переходов. Выбором состава для чувствительного элемента достигается нужный порог срабатывания датчика в пределах

0,1-43,0 кбар.

Предлагаемый датчик расширяет диапазон рабочих давлений до 43 кбар, упрощает конструкцию и технологию изготовления. позволяет использовать экологически чистые реперные материалы, дает возможность получения реперной точки низкокилобарного диапазона при работах с твердыми средами, а скачки емкости е возможно использовать в качестве сигнала для срабатывания исполнительного устройства.

Формула изобретения

Пороговый датчик высоких давлений, содержащий чувствительный элемент, выполненный из сегнетоэлектрического материала и снабженный электродами с тоководами, отличающийся тем, что с целью повышения верхнего предела измеряемого давления до 43,0 кбар и упрощения конструкции, в качестве сегнетоэлектрического материала использована керамика из соединения Pb>-х! ах(Т!о,4т2го,ьз)Оз, где х=0-10,0 ат.$ а, 1696922 l696922

1б96922 чп

-(О

Редактор И. Шулла

Заказ 4299 Тираж, . - Подписное

ВНИИПИ 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

50 100

Ры . 7

Составитель О. Палев

Техред M,Моргентал

/ .ю; с.

Корректор Т. Малец

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет определять коэффициент распределительной способности сыпучих материалов

Преобразователь давления // 1695160

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при разработке тензометрических преобразователей избыточного, абсолютного давлений и разности давлений

Устройство для измерения давления в тормозной магистрали локомотива // 1691180

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в системах интервального регулирования движением поездов, в частности для автоматического торможения подвижной единицы

Устройство для измерения давления в тормозной магистрали локомотива // 1691179

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов, в частности для автоматического торможения движения подвижной единицы

Частотный датчик давления и способ его изготовления // 1686322

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений медленно меняющихся давлений высокотемпературных и криогенных сред

Устройство для измерения звукового давления // 1686321

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления

Устройство для измерения звукового давления // 1686321

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления

Датчик давления // 1686320

Способ измерения контактного давления // 1682843

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения контактного давления контактных переключателей тока

Частотный датчик давления // 1675705

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к частотным датчикам давления со струнными резонаторами, и может быть использовано для измерения давления с высокой точностью в условиях переменных температур

Волоконно-оптический гидрофон с компенсацией гидрофизических помех // 2105961

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в морских условиях для измерения шумоизлучения различных объектов

Способ контроля давления газа в тепловыделяющем элементе ядерного реактора // 2109259

Волоконно-оптический измеритель волнового давления у поверхности моря // 2112943

Изобретение относится к океанографической технике и может быть использовано для измерения параметров ветрового волнения в море

Оптический измеритель давления // 2113697

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при конструировании приборов и систем метрологического контроля, в частности, для магистральных газопроводов

Волоконно-оптический автогенератор // 2116631

Изобретение относится к волоконно-оптическим автоколебательным системам на основе микромеханического резонатора и может быть использовано в системах измерения различных физических величин (температуры, давления, ускорения и др.)

Датчик упругих колебаний // 2117921

Изобретение относится к электронно-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения параметров упругих колебаний в твердых, жидких и газообразных средах в диапазоне частот не выше частоты собственных колебаний пьезополимерной пленки, и может быть использовано в качестве датчика упругих колебаний в различной контрольно-измерительной аппаратуре

Датчик упругих колебаний // 2117921

Измеритель разности давлений (варианты) // 2127876

Волоконно-оптический датчик давления (его варианты) и способ его изготовления // 2152601

Устройство бесконтактного измерения давления газа в баллоне // 2154263

Изобретение относится к электрическим измерительным устройствам, предназначенным для измерения давления в баллоне, содержащем сжатый газ, и может быть использовано, например, для контроля заполненности баллона газом перед его использованием или при его проверке