Датчик разности давлений

 

Использование: измерение разности давлений в системах контроля и регулирования при измерении малой разности высоких статических давлений. Сущность изобретения: упругий чувствительный элемент вы: полней в виде плоской мембраны 2 с цилиндрическим буртом, закрепленной на приемном штуцере 1 по периметру и имеющий кольцевые проточки на рабочей плоскости мембраны, причем высота цилиндрического бурта составляет 1/4 части радиуса мембраны 2. 1 йл.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI>s G 01 1. 9/10, 7/08, 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ð, (2 1) 4770830/10 (22) 09;11,89 (46) 30.03.92. Бюл. N 12 (71) Научно-исследовательский институт физических измерений . (72) В.И.Огуло, .С.В.Шумкин и А.И.Антонов (53) 731.787(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 546801, кл. G 01 L 7/08, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N. 110307, кл. 6 01 1 13/02. 1957. Ы 1723472 Al (54) ДАТЧИК РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЙ (57) Использование: измерение разности давлений в системах контроля и регулирования и ри измерении малой разности высоких статических давлений. Сущность изобретения: упругий чувствйтельный элемент выполнен в виде плоской мембраны 2 с цилиндрическим буртом, закрепленной на приемном штуцере 1 по периметру и имеющий кольцевые проточки на рабочей плоскости мембраны, причем высота цилиндрического бурта составляет 1/4 части радиуса мембраны 2. 1.ил.

1723472

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения разности давления в системах контроля и регулирования.

Известен индуктивный дифференциальный преобразователь давления, содержащий две скрепленные чаши с катушками индуктивности, разделенные мембраной, защемленной между торцами чаш при помощи кольцевых выступов и впадины.

Недостатком указанного преобразователя является невозможность получения стабильности (постоянной) тарировочной характеристики, обеспечивающей с высокой точностью измерение малой разности высоких статических давлений при условии воздействия внешних факторов (температуры).

Известен датчик разности давлений, содержащий корпус из магнито-мягкого материала, мембрану и магниторезистивные преобразователи, закрепленные на торцовых частях корпуса, расположенных над центром мембраны.

Недостатком указанного датчика разности давлений является зависимость магнитный свойств материала от высоких статических давлений, Магнито-мягкие материалы необратимо меняют магнитную проницаемость от больших механических напряжений, так называемый шок-эффект, то есть при возрастании статических давлений снижается чувствительность датчика,к измерению малой разности высоких статических давлений.

Наиболее близким к предлагаемому по . технической сущности и достигаемому результату является датчик давления, содержащий корпус (с приемными штуцерами) и упругий чувствительный элемент в виде плоской мембраны с утолщениями по периметру, причем корпус и чувствительный элемент выполнены из материала с различными коэффициентами линейных расширений.

Недостатком указанной конструкции является невозможность получения стабильной (постоянной) градуировочной характеристики при измерении малой разности высоких статических давлений.

Причиной этого является возникновение при воздействии высоких статических давлений значительных радиальных напряжений (%) в месте заделки плоской мембраны, которые изменяют жесткость мембраны, т.е. ее чувствительность, от которой зависит точность измерения, причем при увеличе. нии статического давления чувствительность уменьшается.

Кроме того, указанный датчик не обеспечивает измерения малой разности высоких статических давлений с высокой точностью, так как для получения необходимой чувствительности требуется тонкая плоская мембрана с отношением диаметра мембраны (Р) к толщине мембраны (h) D/h =

=макс, имеющая потенциал к неустойчивому состоянию мембраны, так называемому эффекту хлопания..Увеличение толщины мембраны с целью устранения эффекта ведет к увеличению диаметра мембраны в четвертой степени и, следовательно, к непомерно большим габаритным размерам, так как.прогиб мембраны определяется по формуле:

PD

16 Е

2О где Р— измеряемая разности давлений;

D — диаметр мембраны;

h — толщина мембраны;.

Š— модуль упругости материала.

Целью изобретения является повышение точности измерений малой разности высоких статических давлений, уменьшение габаритных размеров за счет выполнения упругого чувствительного элемента в виде плоской мембраны цилиндрическим бур30 том, закрепленной на приемном штуцере по периметру и имеющей кольцевые перемычки на рабочей плоскости мембраны, причем высота цилиндрического бурта составляет

1/4 радиуса мембраны.

На фиг.1 изображен датчик, общий вид; на фиг.2 -узел! на фиг.1.

Датчик состоит из ступенчатой цилиндрической втулки 1 с приемным штуцером мембраны 2, корпус с приемным штуцером

3 индуктивного преобразователя.

По периферии мембраны 2 выполнен цилиндрический бурт, с помощью которого мембрана крепится, например, сваркой на ступени меньшего диаметра цилиндриче45 ской втулки, Со стороны мембраны индуктивного преобразователя выполнены . кольцевые проточки. При этом высота цилиндрического бурта составляет 1/4 радиуса мембраны.

Устройство работает следующим образом.

При воздействил на мембрану 2 разно5 сти давлений Pl-P2 она прогибается и изме. няет параметры электромагнитной цепи мембрана-индуктивный преобразователь.

По изменению параметров определяют

О величину разности давлений Pl и Р2. Указанный вариант закрепления мембраны 2 с помощью цилиндрического бурта позволяет обеспечить одинаковые эффективные пло1723472

Составитель М.-Жуков

Техред М;Моргентал

Корректор Э. Лончакова

Редактор Н. Горват

Заказ 1060 Тираж : Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 щади мембраны. омывание всей поверхно- повышения точности измерения малой разсти мембраны, т.е. при изменении статиче- ности высоких статических давлений и ских давлений изменения жесткости уменьшения габаритов, в него введена стумембраны не происходит, что обеспечивает . пенчатая цилиндрическая втулка с опорной получение постоянной градуировочной ха- 5 поверхностью, расположеннаясоднойсторактеристики, не зависящей 0T:èçìåíåíèÿ . роны мембраны, по другую сторону от котовеличины двухстороннего статического дав- рой раз ме ще н и ндукти вн ы и ления. преобразователь, при этом мембрана выполнена с цилиндрическим буртиком по пеФ о р м у л а и з о б р е т е н и я 10 риферии, причем цилиндрический бурт

Датчик разности давлений, содержа-:закреплен на ступени цилиндрической втулщий корпуссдвумя приемными штуцерами,- ки меньшего диаметра, а на мембране со размещенными по обе стороны от чувстви- стороны индуктивного преобразователя вытельного элемента, выполненного в виде.: полнены кольцевые проточки, высота цимембраны и индуктивный преобразователь; . 15 линдрического бурта составляет 1/4 часть о т л и ч а ющи и с я тем,,что,,с целью . радиуса мембраны.