Датчик давления

 

Использование: в емкостных датчиках для измерения статического и динамического давлений в жидких и газообразных средах с наличием перегрузок. Сущность изобретения: датчик давления содержит мембрану 1, кольцевая проточка которой разделяет ее на центральную подвижную часть 2 и периферийную неподвижную часть 3. К периферийной части 3 при помощи кольца 4 жестко крепится диск 5. На центральной части 2, а также и на противоположной стороне диска 5 выполнены круглые электроды 6, образующие переменную емкость. На периферийной части 3, а также и на диске 5 выполнены периферийные электроды 7, образующие эталонную емкость. От внешней среды электроды, образующие емкости, защищены гермопереходником 8, в котором предусмотрены контакты 9 для соединения электродов 6, 7 с электронной преобразующей аппаратурой емкости в напряжение или ток. В периферийной части 3 мембраны в радиальном направлении жестко установлены штифты 10, концы которых пропущены в цилиндрические пазы 11, выполненные в центральной части 2 мембраны }. При помощи штуцера 12 конструкция устанавливается на контролируемые объекты, Изобретение обеспечивает повышение устойчивости к перегрузкам и увеличение надёжности . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я 6 01 1 9/12 ГОсудАРстВеннОе пАтентнОе

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 1 (21) 4934827/10 (22) 07.05.91 (46) 30.04.93. Бюл. ¹ 16 (71) Научно-исследовательский институт физических измерений (72) В. А. Зиновьев, А. И. Русских и

Н. В. Феоктистова (56) 1, Авторское свидетельство СССР

¹ 154695, кл. 6 01 L 9/12, 1961.

2, Авторское свидетельство СССР № 1663462, кл. 6 01 L 9/72, 1989, (54) ДАТЧИК ДАВЛ ЕНИЯ (57) Использование: в емкостных датчиках мя измерения статического и динамическо- . го давлений в жидких и газообразных сре- . дах с.наличием перегрузок. Сущность изобретения: датчик давления содержит: мембрану 1, кольцевая проточка которой разделяет ее на центральную подвижную часть 2 и периферийную неподвижную часть

3. К периферийной части 3 при помощи коль„, Ы„„ 18124бО Al ца 4 жестко крепится диск 5. На центральной части 2, а также и на противоположной стороне диска 5 выполнены круглые электроды 6, образующие переменную емкость.

На периферийной части 3, а также и на диске 5 выполнены периферийные электроды 7, образующие эталонную емкость. От вйешней среды электроды, образующие емкости, защищены гермопереходником 8, в котором предусмотрены контакты 9 для соединения электродов 6, 7 с электронной преобразующей аппаратурой емкости в на- пряжение или ток. В периферийной части 3 мембраны в радиальном направлении жестко установлены штифты 10, концы которых пропущены в цилиндрические пазы 11, выполненные в центральной части 2 мембраны

1. При помощи штуцера 12 конструкция устанавливается на контролируемые объекты.

Изобретение обеспечивает повышение устойчивости к перегрузкам и увеличение надежности. 1 ил.

1812460

Изобретение относится к измеритель. ной технике, в частности к емкостным датчикам давления, и может быть использовано для измерения статического и динамического давлений в жидких и газообразных средах с наличием перегрузок.

Изобретение направлено на повышение устойчивости к перегрузкам и увеличение надежности.

На чертеже показана конструкция датчика давления.

Датчик давления включает мембрану 1, кольцевая проточка которой разделяет ее на центральную подвижную часть 2 и периферийную неподвижную часть 3. К периферийной части 3 при помощи кольца 4 жестко крепится диск 5. На центральной части 2, а также и на противоположной стороне диска

5 выполнены круглые электроды 6, образующие переменную емкость. На периферийной части 3, а также и на диске 5 выполнены периферийные электроды 7, образующие эталоннуюемкость. От внешней среды электроды, образующие емкости, защищены гермопереходником 8, в котором предусмотрены контакты 9 для соединения электродов 6, 7 с электронной преобразующей аппаратурой еМкости в напряжение или ток (не показана). В периферийной части 3 в радиальном направлении жестко установлены штифты 10, концы которых пропущены в цилиндрические пазы 11, выполнейные в центральной части 2 мембраны 1. При помощи штуцера 12 конструкция устанавливается на контролируемые объекты.

Датчик давления работает следующим образом..

При подаче измеряемого давления на мембрану 1 происходит ее прогиб и перемещение центральной подвижной части 2 по отношению .к периферийной неподвижной части 3, в результате чего изменяется зазор между электродами 6, а зазор между электродами 7 не изменяется.

Таким образом, емкость, состоящая из электродов 6, функционально зависит от давnews (переменная емкость), а емкость, состоящая из электродов 7, не зависит от давлейия (эталонная емкость). В преобразователе емкости в напряжение или ток выходной сигнал . изменяется. пропорционально величине отношений переменной к эталонной емкости, а следовательно, и пропорционально величине изменения давления.

При перегрузках во время изменения давления центральная часть 2 перемещается на величину диаметрального зазора между пазами 11 и штифтами 10:

2 (1)

5 где f — максимально допустимая величина прогиба мембраны;

D — диаметр паза в центральной части мембраны;

d — диаметр штифта .

10 Для исключения упора центральной части 2 в диске 5 величина конструктивно выбирается из расчета .

h >1, (2) где h — расстояние между электродами 6, При снятии давления перегрузки центральная часть 2 возвращается в исходное положение.

Таким образом, задавая величину диаметрального зазора между штифтами 10 и

20 пазами 11, равную максимально допустимой величине прогиба мембраны, но при этом обеспечивая величину этого зазора меньше расстояния между электродами, обеспечивают устойчивость к перегрузкам и

25 увеличивают надежность датчика. . Технико-экономическое преимущество заключается в том, что предложенный датчикдавления выдерживает8 — 10-кратное перегрузочное давление измеряемой средой, 30 а прототип только 1,2-1,5-кратные перегрузки, в результате чего надежность предложенной конструкции повышается в 5 — 7 раз.

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий мембрану с жестким центром, с утолщенным основанием и с центральным круглым и периферийным кольцеобраэным электро40 дами, между которыми выполнена кольцевая проточка, и размещенный напротив мембраны диск с зеркально симметричными электродами, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости к пере45. грузкам и увеличения надежности, в него введено не менее двух штифтов, жестко установленных в отверстиях, выполненных в основании и расположенных равномерно по периферийной части мембраны в ради50 альном направлении, причем концы штифтов с зазором размещены в цилиндрических пазах, выполненных в жестком центре мембраны, диск жестко соединен с мембраной, а зазор между штифтами и пазами равен максимально допустимой величине прогиба мембраны,