Способ измерения давления контролируемой среды



Способ измерения давления контролируемой среды
Способ измерения давления контролируемой среды

 

G01L9/00 - Измерение постоянного или медленно меняющегося давления газообразных и жидких веществ или сыпучих материалов с помощью электрических или магнитных элементов, чувствительных к механическому давлению; передача и индикация перемещений элементов, чувствительных к механическому воздействию, используемых для измерения давления с помощью электрических или магнитных средств (измерение разности двух или более величин давления G01L 13/00; одновременное измерение двух и более величин давления G01L 15/00; вакуумметры G01L 21/00)

Владельцы патента RU 2526586:

Синицын Антон Александрович (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и активному неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения давления контролируемой среды. Способ измерения давления контролируемой среды включает измерение сигналов колебаний давления в объекте исследования посредством датчика, преобразование сигналов через аналого-цифровой преобразователь и регистрацию получаемых цифровых сигналов. При этом сигнал передается на устройство аналого-цифрового преобразования, где формируется цифровой сигнал в безразмерных единицах, перевод в размерности давления которого осуществляется с помощью двух U-образных манометров, настроенных так, что один из них измеряет максимальное давление, а второй - минимальное. Обратный клапан в случае измерения максимального давления пропускает перепад уровней жидкости в сторону атмосферы и блокирует в сторону измеряемой среды; в случае измерения минимального давления - пропускает в сторону измеряемой жидкости и блокирует в сторону атмосферы; с помощью программных сред вычислительного блока ЭВМ производится преобразование цифрового сигнала изменения звука в давление в безразмерных единицах, а также перевод из безразмерных единиц в размерности давления или скорости. Техническим результатом является повышение точности и информативности измерений давления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к измерительной технике и активному неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения давления контролируемой среды. Разработанный способ может быть использован для обнаружения дефектов в работе энергетических устройств, работающих на основе вибрационного (пульсирующего, детонационного) сгорания топлива, применяемых в энергетике и транспорте.

Способ включает измерение характера вибрационной составляющей изменения давления во времени для энергетического устройства, позволяет отработать старт-стопный режим, режим пуска, длительной работы и останова энергетического устройства, переходные режимы при изменении основных (частота резонанса, расход и состав топлива и воздуха) и дополнительных (давление топлива, температура рабочей среды) параметров работы энергетического устройства, дает возможность регистрировать и обрабатывать результаты измерений, сравнивать частотные характеристики в различных точках рабочего пространства устройств, оценивать наличие дефектов в их работе.

Известен способ измерения давления среды [ГОСТ 2405-88. Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры. Общие технические условия]. Атмосферное давление Pатм воздействует на один конец U-образной трубки, частично заполненной рабочей жидкостью. Другой конец трубки с помощью различного рода подводящих устройств соединен с областью измеряемого давления Pизм При Pизм>Pатм жидкость, находящаяся в части подведенного измеряемого давления, будет вытесняться в часть, соединенную с атмосферой. В результате между уровнями жидкостей, находящимися в разных частях U-образной трубки, образуется столб жидкости, высота которого - измеряемое избыточное давление. Однако данный способ приемлем для определения амплитуды колебания среды; характер изменения давления среды с помощью него определить невозможно.

Известен способ измерения давления (см. патент РФ 2349886, кл. G01L 9/08), заключающийся в размещении сенсора давления в исследуемую среду, размещении на сенсоре давления датчика температуры, регистрации выходных сигналов сенсора давления и датчика температуры. По этим сигналам определяют давление среды, формируют в исследуемой среде механические колебания с частотой, большей возможной частоты колебаний рабочего давления среды, выделяют из выходного сигнала сенсора переменный сигнал с частотой заданных механических колебаний. По этому сигналу и выходным сигналам сенсора и датчика температуры определяют функции диагностики, по отклонению которой от номинального значения судят о погрешности измерения давления.

Недостатками существующего способа являются сложность калибровки и привязки единиц измерения датчиком к единицам давления, при этом датчик акустически не изолирован от окружающей среды, что приводит к зависимости измерения от любого шума.

Наиболее близким способом к заявленному изобретению является способ измерения артериального давления (см. патент РФ 2158107, кл. A61B 5/02, 2000), когда компрессором накачивается воздух в манжету до достижения величины давления заведомо большей, чем максимальное давление у пациента, после чего через клапан декомпрессии начинается снижение давления в манжете, в процессе чего в блок принятия решения поступают сигналы колебаний давления в манжете с датчика давления. На микропроцессор данные сигналы поступают через аналого-цифровой преобразователь. Все эти сигналы, кроме того, регистрируются многоканальным регистратором.

Недостатком известной системы является низкая помехоустойчивость измерений, особенно в условиях неравномерного и интенсивного колебания давления среды, то есть именно тогда, когда измерения давления представляют большой практический интерес.

При запуске котла, двигателя внутреннего сгорания или их переходных режимах форма измерения давления во времени искажается, что может приводить к неверному измерению и техническому заключению о работоспособности энергообъекта. Недостатком также является функциональная недостаточность способа, заключающаяся в ограниченном спектре исследуемых объектов.

Целью изобретения является повышение точности и информативности способов измерений давления, создание возможности измерения и прогнозирования работы системы в нестационарных условиях вибрационного горения, оценка наличия дефектов в работе энергетических устройств.

Преимущества предложенного решения по сравнению с аналогами следующие:

1. Возможность измерения параметров рабочего процесса при высоких температурах среды в теплонапряженной зоне энергетического устройства (свыше 700°С).

2. Акустическая изолированность системы преобразования механического сигнала в аналоговый, что повышает точность измерения при самых низких амплитудах давлениях и уменьшает время измерения.

3. При испытании энергетического устройства для анализа выводятся не только величины максимального, среднего и минимального давления рабочей среды, но и динамика изменения давления в течение заданного периода времени, что позволяет оценить достоверность измерения при наличии каких-либо погрешностей и, в случаях, когда помехи привели к ошибочному измерению, не учитывать полученные значения; провести перенастройку амплитуды колебаний для полученной кривой изменения давления, не меняя общую картину процесса (в случае настройки амплитуды на требуемую величину); оценить взаимосвязь колебаний в различных точках рабочего тракта энергетического устройства; оценить влияние второстепенных параметров рабочего процесса на давление в камере сгорания устройства (например, влияние конфигурации рабочего пространства).

Поставленная цель достигается тем, что давление среды в по крайней мере одной точке замера по импульсной трубке воспринимается механико-электрическим преобразователем, размещенным в теплозвукоизолированной акустической емкости, в котором механическое колебание преобразуется в электрический сигнал электронной схемой, состоящей из источника ЭДС и сопротивления, при этом сигнал передается на устройство аналого-цифрового преобразования, где формируется цифровой сигнал в безразмерных единицах, перевод в размерности давления которого осуществляется с помощью двух U-образных манометров, настроенных так, что один из них измеряет максимальное давление, а второй - минимальное, при этом обратный клапан в случае измерения максимального давления пропускает перепад уровней жидкости в сторону атмосферы и блокирует в сторону измеряемой среды; в случае измерения минимального давления - пропускает в сторону измеряемой жидкости и блокирует в сторону атмосферы; с помощью программных сред вычислительного блока ЭВМ производится преобразование цифрового сигнала изменения звука в давление в безразмерных единицах, а также перевод из безразмерных единиц в размерности давления для измерения и прогнозирования работы энергетической системы в нестационарных условиях вибрационного горения, оценки наличия дефектов в работе энергетических устройств.

Для наглядности на фиг.1 приведена схема измерения давления, на фиг.2 показаны результаты исследования с помощью предлагаемого способа и сопоставление с известным способом измерения давления.

На фиг.1 схематично показано измерительное устройство, состоящее из теплозвукоизолированного корпуса 1, в котором размещена акустическая емкость 2, импульсная трубка 3, одним концом связанная с акустической емкостью, и теплозвукоизоляция 4, заполняющая свободное пространство корпуса 1. В акустической емкости 2 размещен механико-электрический преобразователь, в частности угольный микрофон 5, включенный в электрическую схему, состоящую из источника ЭДС 6 и сопротивления 7. Выход сигнала соединен устройством аналого-цифрового преобразования и регистрации 8.

Схема измерения характера колебания давления состоит из присоединенной импульсной трубки 3 к объекту измерения 9, контактной трубки 10, установленной в гильзу 11 и зафиксированной в ней с помощью теплозвукоизоляционного материала 12.

Схема измерения амплитуды колебаний состоит из двух U-образных манометров 13 для измерения давления среды, соединенных импульсной трубкой 3 с обратным клапаном 14, установленных так, что для измерения минимального давления Pmin он размещен в направлении манометра 13, а для измерения максимального давления Рmax размещен в обратном направлении. Здесь Pизм - измеряемое давление среды, P - атмосферное давление.

Устройство для реализации предложенного способа работает следующим образом. В зависимости от задачи испытаний выбирается, по крайней мере, одна точка измерений, в которой будет измеряться давление среды. В объекте измерения 9 предварительно устраивается гильза 11, в которой фиксируется контактная трубка 10. Во избежание тепловых и шумовых воздействий на систему измерения применяется теплозвукоизоляционный материал 12. Контактная трубка 10 одной стороной соединяется с импульсной трубкой 3, а другой - размещается в объекте измерения 9 таким образом, чтобы взаимодействовать со средой. Производится тарирование системы измерения амплитуды колебания давления с помощью стандартных методов и контрольно-измерительных приборов (условно не показаны).

При работе объекта измерения 9 давление среды по импульсной трубке 3 воспринимается механико-электрическим преобразователем 5, при этом сторонние шумы окружающей среды гасятся за счет теплозвукоизоляции 4. В преобразователе 5 полученный звуковой сигнал преобразуется электрической схемой, состоящей из источника ЭДС 6 и сопротивления 7 в аналоговый сигнал, передаваемый на устройство аналого-цифрового преобразования 8, в частности звуковую карту ПК, где формируется цифровой сигнал, представляющий собой, в частности, периодический процесс изменения звука в безразмерных единицах во времени.

Измерение амплитуды колебаний давления с помощью двух U-образных манометров 13, настроенных так, что один из них настроен на измерение максимального давления, а второй - на измерение минимального. По импульсной трубке 3 давление среды передается рабочей жидкости манометра 13, на которую со стороны открытой его части воздействует атмосферное давление, заставляя уровень жидкости изменяться в зависимости от того, какое давление выше - измеряемое или атмосферное. Клапан 14 в случае измерения максимального давления пропускает перепад уровней жидкости в сторону атмосферы и блокирует в сторону измеряемой среды; в случае измерения минимального давления - наоборот: пропускает в сторону измеряемой жидкости и блокирует в сторону атмосферы.

С помощью программных сред вычислительного блока ЭВМ (условно не показан) производится преобразование цифрового сигнала изменения звука в давление в безразмерных единицах, а также перевод из безразмерных единиц в размерности давления.

Путем обработки данных устройства аналого-цифрового преобразования 8 и манометров 13 на ЭВМ можно получить частотно-импульсный характер распространения термоакустических колебаний в координатах Р-τ.

Например, известна формула [Кнорре, Г.Ф. Теория топочных процессов / Г.Ф.Кнорре, К.М.Арефьев, А.Г.Блох. - М.: Энергия, 1966. - 491 с.: ил.] для передаточной функции, представляющей собой соотношения колебаний давления P на входе и выходе из канала как по его длине по координате х, так и во времени по координате τ. Это комплексная функция, которая зависит от фазовой скорости ω распространения волн давления и коэффициента затухания k.

p ( x , τ ) = c z ρ Δ P υ cos ( ω τ + π 2 ) e ω k x . ( 1 )

Здесь для характеристики волнового периодического процесса введена общая тригонометрическая гармоническая функция, где ΔPυ - изменения давления в процессе термоакустических колебаний среды. Для определения величины изменения давления в процессе термоакустических колебаний среды (в результате вибрационного горения) можно использовать рад следующих уравнений (2)-(5), где cz - скорость звука в рассматриваемой среде, ρ - плотность среды.

Скорость звука в исследуемой среде (в м/с) определяется по уравнению (2):

c z = γ R T g M , ( 2 )

где γ - показатель адиабаты среды;

R - универсальная газовая постоянная;

Tg - температура среды;

M - молярная масса среды.

Повышение давления от звуковой волны (в Па) может быть определено на основании уравнения (3):

Δ P z = 9800 ( ρ c z τ g ) , ( 3 )

где τg - время цикла.

Скорость движения среды в звуковой волне (в м/с) определяется следующим образом:

υ = Δ P z ρ c z . ( 4 )

Повышение давления среды (в Па) может быть рассчитано по уравнению (5):

Δ P υ = 9800 ( ρ υ τ g ) , ( 5 )

Скорость движения среды (в м/с) может быть определена из соотношения (6):

υ ( x , τ ) = υ sin ( ω τ ) e ω k x . ( 6 )

Пример реализации предлагаемого способа приведен для исследования частотно-импульсного характера распространения термоакустических колебаний в действующем котле пульсирующего горения типа ПВ на основе резонатора Гельмгольца при следующих условиях:

1. Давление в газовом патрубке - 102 кПа;

2. Давление в воздушном патрубке - 100 кПа (атмосферное давление);

3. Расход топлива - 3 6 м3/ч;

4. Температура воды на входе в котел - 44°С;

5. Температура воды на выходе из котла - 50°С;

6. Коэффициент избытка воздуха - 1,25;

7. Частота резонансная - 33 Гц;

8. Показатель адиабаты дымового газа γ - 1,4.

Исследования проводились в три этапа.

1. Получение аналогового сигнала с его преобразованием в цифровой с помощью звукового редактора ЭВМ.

2. Математическая обработка звукового сигнала в периодический процесс.

3. Определение значений амплитуд колебаний.

На первом этапе с помощью встроенной в Windows программы «ЗВУКОЗАПИСЬ» получен звуковой сигнал с преобразователя сигнала 5 - угольного микрофона и записан в виде файла с расширением *.wav. Подготовка к математической обработке звукового файла произведена с помощью звуковой программы Sound Forge 4.5. Математическая обработка звукового файла производилась с помощью программы MathCAD 11 Enterprise Edition и дополнительного пакета Signal Processing, предназначенного для обработки звуковых сигналов. Было произведено считывание сигнала из звукового файла, получение полной информации о нем и построение исходного графика сигнала. Далее для перехода из размерностей напряжения в размерности давления проведено тарирование сигнала с помощью U-образного манометра.

Для сравнения данные по амплитуде давления соотнесены с результатами аналогичных экспериментов корейских исследователей [Keel, S.I.A Study of the Operating Characteristics of a Helmholtz-type Pulsating Combustor / S.I.Keel, Hyun Dong Shin // Institute of Energy. V. 64, 99. -1991] для камеры Гельмгольца с аэродинамическим клапаном - PCS (Pulsating Combustion System). Результаты двух экспериментов сведены в таблицу.

Таблица
Величина PCS ПВ-400
Максимальная амплитуда, кПа 113,8 111,1
Минимальная амплитуда, кПа 93.1 91,5

На фиг.2 представлены результаты исследований частотных характеристик по способу [Keel, S.I. A Study of the Operating Characteristics of a Helmholtz-type Pulsating Combustor / S.I.Keel, Hyun Dong Shin // Institute of Energy. V. 64, 99. - 1991] и предлагаемому способу. Здесь поз.A.I и А.2 - фрагменты колебаний давления в котле PCS и ПВ-400 соответственно, Б.1 и Б.2 - один цикл процесса вибрационного горения котла PCS и ПВ-400 соответственно. Ввиду того, что исследования проводились на двух котлах одинакового принципа действия разными способами измерения давления, видно, что данные, полученные первым способом, несут большие шумовые помехи, что отражается при обработке каждого цикла периодического процесса колебания давления. Эти помехи влияют как на величины амплитуд колебания давления, так и на характер изменения давления во времени, а ошибка измерения повлияет на результат испытания котла и последующие мероприятия по повышению его эффективности.

На основании результатов экспериментального исследования с применением указанного способа процесс изменения давления в тракте котла пульсирующего горения стало возможным представить в виде диаграммы с описанием происходящих при этом процессов (фиг.2). Здесь: А-В - увеличение давления в процессе сгорания топливно-воздушной смеси; В-А' - процесс охлаждения дымовых газов; C-F - процесс поступления природного газа через газопульсирующий клапан; D-E - процесс поступления воздуха через воздушно-пульсирующий клапан; А-А' - время 1 цикла (определяется акустическими свойствами резонатора).

1. Способ измерения давления контролируемой среды, включающий измерение сигналов колебаний давления в объекте исследования посредством датчика, преобразование сигналов через аналого-цифровой преобразователь и регистрацию получаемых цифровых сигналов, отличающийся тем, что давление среды по крайней мере в одной точке замера по импульсной трубке воспринимается механико-электрическим преобразователем, размещенным в теплозвукоизолированной акустической емкости, в котором механическое колебание преобразуется в электрический сигнал электронной схемой, состоящей из источника ЭДС и сопротивления, при этом сигнал передается на устройство аналого-цифрового преобразования, где формируется цифровой сигнал в безразмерных единицах, перевод в размерности давления которого осуществляется с помощью двух U-образных манометров, настроенных так, что один из них измеряет максимальное давление, а второй - минимальное, при этом обратный клапан в случае измерения максимального давления пропускает перепад уровней жидкости в сторону атмосферы и блокирует в сторону измеряемой среды; в случае измерения минимального давления - пропускает в сторону измеряемой жидкости и блокирует в сторону атмосферы; с помощью программных сред вычислительного блока ЭВМ производится преобразование цифрового сигнала изменения звука в давление в безразмерных единицах, а также перевод из безразмерных единиц в размерности давления на основе правила:
,
τ - время цикла;
c - скорость звука;
ρ - плотность среды;
P - давление;
ω - фазовая скорость;
k - коэффициент затухания.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вычислительный блок выполнен с возможностью определения скорости движения среды на основе правила:
υ(x,τ)=υ sin(ωτ)eωkx,
υ - скорость движения в звуковой волне.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной цепью, предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов длительного функционирования.

Изобретение относится к датчика давления и может быть использовано в устройствах для регистрации давления текучих сред. Техническим результатом является улучшение конструкции и функциональных возможностей устройства.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение для месторождений, на которых достижение рентабельного дебита возможно только при снижении забойных давлений ниже давления насыщения.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давлений жидких и газообразных агрессивных сред в условиях воздействия широкого диапазона стационарных и нестационарных температур.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в датчиках давления. .

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения давления газообразных и жидких сред в трубопроводах, выполненных из ферромагнитного материала, в частности из стали.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением давления в условиях воздействия нестационарных температур и повышенных виброускорений.

Изобретение относится к системам жизнеобеспечения пилота летательного аппарата, в частности к конструкции регулятора давления. .

Изобретение относится к области пневмоавтоматики и может быть использовано для автоматического регулирования давления газа, преимущественно в пневмосистемах с повышенными требованиями по виброшумовым характеристикам.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в интегральных и сенсорных датчиках давления, изготовленных на основе гибридной и микромодульной технологии.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной цепью. Технический результат: повышение временной стабильности, ресурса, срока службы, уменьшение погрешности при воздействии нестационарных температур и повышенных виброускорений, повышение технологичности прогнозирования. Сущность: способ заключается в полировании поверхности мембраны, формировании на ней диэлектрической пленки и тензоэлементов с низкоомными перемычками и контактными площадками между ними, присоединении выводных проводников к контактным площадкам. После присоединения выводных проводников к контактным площадкам тензоэлементов НиМЭМС включают напряжение (или ток питания) НиМЭМС и выдерживают в течение времени, необходимого для установления начального выходного сигнала до значения U 01 = U 00 ± Δ ( U 01 ) , где U00 - значение начального выходного сигнала НиМЭМС; Δ ( U 01 ) - допустимая флуктуация начального выходного сигнала. Выключают напряжение (или ток питания). После выдержки НиМЭМС в выключенном состоянии в течение времени, достаточного для возвращения НиМЭМС в состояние, предшествующее включению напряжения (или тока питания), включают напряжение (или ток питания) и определяют интервал времени Δ(τ02) от момента включения напряжения (или тока питания) до достижения начального выходного сигнала тестового значения U 02 = U 00 ± Δ ( U 02 ) , где Δ ( U 02 ) = γ 0   U H - допустимое отклонение значения начального выходного сигнала U02; γ0 - основная погрешность датчика; UH - номинальный выходной сигнал датчика. Если интервал времени Δ(τ02) от момента включения напряжения (или тока питания) до достижения начального выходного сигнала тестового значения U02 не превышает предельно допустимого значения, которое принимается за критерий временной стабильности и определяется экспериментальным путем по статистическим данным для конкретного типоразмера датчика, то данную сборку передают на последующие операции. 2 ил.

Предлагаемое устройство относится к приборостроению и может быть использовано в системах дистанционного сбора информации о давлении в различных отраслях промышленности. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения давления. Устройство для дистанционного измерения давления содержит сканирующее устройство и приемоответчик. Сканирующее устройство содержит последовательно включенные задающий генератор, усилитель мощности, дуплексер, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, фазовый детектор, второй вход которого соединен с первым выходом узкополосного фильтра, и блок регистрации, второй вход которого через фазометр соединен с вторыми выходами задающего генератора и узкополосного фильтра. Приемоответчик выполнен в виде многоотводной линии задержки на поверхностных акустических волнах, включающей встречно-штыревой преобразователь, который выполнен в виде двух систем гребенчатых электродов, нанесенных на поверхность звукопровода, электроды гребенок соединены шинами, которые связаны с микрополосковой приемопередающей антенной. На звукопроводе размещены тонкая мембрана и отражающая решетка. Сканирующее устройство снабжено перемножителем. К выходу дуплексера подключен перемножитель. 2 ил.

Изобретение относится к преобразователям давления. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения давления за счет уменьшения содержания посторонних молекул, растворенных в газе или жидкости. Измерительный преобразователь давления содержит закрытую разделительной мембраной камеру приема давления и камеру измерения давления, в которой расположен датчик давления, внутреннее пространство которого заполнено передающей давление жидкостью. Жидкость служит для передачи в режиме измерения давления на датчик (11) давления. При этом жидкость содержит адсорбенты, размер частиц которых небольшой по сравнению с габаритами заполненного жидкостью внутреннего пространства и которые служат для связывания растворенных в жидкости посторонних молекул за счет адсорбции. Растворенное в передающей давление жидкости в газообразном или жидком состоянии содержание посторонних молекул уменьшается. Жидкость приводят в контакт, по меньшей мере, с одним адсорбентом. Растворенные в жидкости посторонние молекулы связывают с адсорбентами за счет адсорбции. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям давления, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением давления среды в условиях воздействия нестационарной температуры измеряемой среды. Техническим результатом изобретения является значительное расширение рабочего температурного диапазона. Полупроводниковый преобразователь давления со схемой термокомпенсации содержит полупроводниковый кристалл, вырезанный в виде пластины. При этом в пластине выполнена тонкостенная диафрагма, в которой сформированы четыре тензорезистора измерительной мостовой схемы, а также два тонкопленочных резистора, подключенных первыми выводами к базе транзистора, а вторыми выводами соответственно к его эмиттеру и коллектору. Тонкопленочные резисторы выполнены из материала с малым температурным коэффициентом сопротивления. На полупроводниковом кристалле вне тонкостенной диафрагмы расположены дополнительный тензорезистивный мост и резистор с высоким температурным коэффициентом сопротивления, имеющий отдельные от общей схемы выводы. Полупроводниковый кристалл расположен на подставке, состоящей из стеклянной подложки и полой цилиндрической металлической подставки с наружной резьбой, изготовленных из материалов с одинаковыми коэффициентами теплового расширения. 3 ил.

Изобретение относится к датчикам давления, используемым для измерения технологической текучей среды и дифференциального давления. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений давления. Сборный узел датчика давления для измерения давления технологической текучей среды включает в себя корпус датчика с наличием полости, сформированной в нем, и первое и второе отверстия к полости, сконфигурированные для приложения первого и второго давлений. Диафрагма в полости отделяет первое отверстие от второго отверстия и сконфигурирована с возможностью изгибаться в ответ на перепад давления между первым давлением и вторым давлением. Обеспечивается емкостный датчик деформации, сконфигурированный с возможностью определять величину деформации корпуса датчика в ответ на давление в линии, приложенное к корпусу датчика. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления жидких и газообразных средств. Датчик содержит корпус, установленную в нем нано- и микроэлектромеханическую систему (НиМЭМС), состоящую из упругого элемента - мембраны с жестким центром, с периферийным основанием в виде оболочки вращения, образованной на ней гетерогенной структуры из тонких пленок материалов, в которой сформированы контактные площадки, первые радиальные тензорезисторы из одинаковых тензоэлементов, расположенных по одной окружности мембраны, и вторые радиальные тензорезисторы из одинаковых тензоэлементов, расположенных по другой окружности на мембране, соединенные перемычками, включенные в измерительный мост. Радиус жесткого центра определен из соотношения: rж.ц.=0,42rм, где rм - радиус мембраны. При этом тензоэлементы первых радиальных тензорезисторов расположены по окружности, радиус которой определен из соотношения r1=0,444rм, а тензоэлементы вторых радиальных тензорезисторов расположены по окружности, радиус которой определен из соотношения r2=0,733 rм. Техническим результатом изобретения является повышение точности за счет повышения чувствительности при одновременном уменьшении нелинейности. 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в приборах измерения давления жидкостей и газов. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и технологии изготовления датчика давления. Датчик давления содержит измерительный блок, упругую мембрану и, по меньшей мере, один колебательный упругий элемент (резонатор), связанный с мембраной с возможностью изменения его натяжения в соответствии с деформацией мембраны. Мембрана выполнена круглой в плане и, по крайней мере, с одним концентрическим гофром (или несколькими концентрическими гофрами), перекрытым закрепленным на его краях кольцевым резонатором из магнитного материала или с дополнительным магнитным элементом (элементами). Измерительный блок содержит по меньшей мере один электромагнит и выполнен с возможностью возбуждения колебания резонаторов и регистрации их колебаний. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к бесшкальным манометрам. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений. Датчик давления для считывания давления технологической текучей среды содержит корпус датчика, подвергаемый воздействию давления технологической текучей среды. Корпус датчика деформируется в ответ на давление. Диафрагма, подвешенная в корпусе датчика, имеет натяжение, которое изменяется в ответ на деформацию корпуса датчика. Резонансную частоту диафрагмы измеряют. Измеренная резонансная частота является показателем давления в магистрали технологической текучей среды и целостности системы разделительной заполняющей текучей среды. Кроме измерения резонансной частоты, в качестве средства диагностики для оценки состояния исправности датчика можно использовать саму моду колебаний. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Заявленная группа изобретений относится к датчикам, которые используются в устройствах для детектирования давления текучих сред (жидкостей и газообразных сред) в различных областях, например в автомобильной промышленности, в бытовых электрических приборах, в области сохранения окружающей среды и общего контроля в гидротермальной санитарии или в области медицины. Заявленная группа изобретений включает способ для изготовления множества датчиков, в частности датчиков давления, а также датчики, полученные посредством вышеуказанного способа. Причем датчик, в частности датчик давления, имеет конструкцию, которая содержит опорный корпус (10); схемную компоновку (4), содержащую компоненты (3а, 3b, 3c, 3d) схемы, среди которых есть средство (3с) детектирования для генерации электрических сигналов, представляющих детектируемую величину; и по меньшей мере один опорный элемент (4а) схемы, который подсоединен к опорному корпусу (10) и имеет поверхность, на которой сформировано множество упомянутых компонентов (3а, 3b, 3c, 3d) схемы, среди которых есть электропроводящие дорожки (3а, 3b), причем опорный элемент (4а) схемы прикреплен посредством ламинирования на первую поверхность опорного корпуса (10). Заявленный способ для изготовления множества датчиков содержит операции: обеспечения множества опорных корпусов (10); обеспечения множества схемных компоновок (4), при этом каждая схемная компоновка содержит компоненты (3а, 3b, 3с, 3d) схемы, среди которых есть средство (3с, 12) детектирования для генерации электрических сигналов, представляющих детектируемую величину; обеспечения множества опорных элементов (4а) схемы, каждый из которых имеет поверхность, на которой сформировано множество (3а, 3b, 3с, 3d) упомянутых компонентов (3а, 3b, 3с, 3d) схемы, среди которых есть электропроводящие дорожки (3а, 3b); и подсоединения каждого опорного элемента (4а) схемы к соответственному опорному корпусу (10, 10', 10"). Технический результат заключается в изготовлении датчика, устойчивого к разнообразным условиям применения и/или к относительно высоким температурам, а также более простого, более удобного и более быстрого. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям давления, и может быть использовано в различных областях науки техники, связанных с измерением перепада давления среды. Техническим результатом изобретения является уменьшение погрешности датчика разности давления. Датчик давления содержит корпус, в котором герметично размещены полупроводниковые чувствительные элементы, на которых сформированы тензодатчики, две полости, заполненные электроизоляционной жидкостью и расположенные с торцов по ходу движения жидкости. Первый полупроводниковый чувствительный элемент с первым тензодатчиком расположены между полостями, второй полупроводниковый чувствительный элемент параллелен первому полупроводниковому чувствительному элементу. Корпус загерметизирован профилированными мембранами, расположенными с зазором относительно сторон корпуса. Полупроводниковые чувствительные элементы выполнены в виде микроэлектромеханических структур разной толщины. Второй чувствительный элемент со стороны тензодатчика соединен с атмосферой и имеет толщину большую, чем первый чувствительный элемент. 2 ил.
Наверх