Способ уменьшения содержания посторонних молекул, растворенных в передающей давление жидкости измерительного преобразователя давления и измерительный преобразователь давления (варианты )



Способ уменьшения содержания посторонних молекул, растворенных в передающей давление жидкости измерительного преобразователя давления и измерительный преобразователь давления (варианты )
Способ уменьшения содержания посторонних молекул, растворенных в передающей давление жидкости измерительного преобразователя давления и измерительный преобразователь давления (варианты )
Способ уменьшения содержания посторонних молекул, растворенных в передающей давление жидкости измерительного преобразователя давления и измерительный преобразователь давления (варианты )
Способ уменьшения содержания посторонних молекул, растворенных в передающей давление жидкости измерительного преобразователя давления и измерительный преобразователь давления (варианты )
Способ уменьшения содержания посторонних молекул, растворенных в передающей давление жидкости измерительного преобразователя давления и измерительный преобразователь давления (варианты )
Способ уменьшения содержания посторонних молекул, растворенных в передающей давление жидкости измерительного преобразователя давления и измерительный преобразователь давления (варианты )
Способ уменьшения содержания посторонних молекул, растворенных в передающей давление жидкости измерительного преобразователя давления и измерительный преобразователь давления (варианты )

 

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 2532894:

ЭНДРЕСС+ХАУЗЕР ГМБХ+КО. КГ (DE)

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.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу уменьшения содержания посторонних молекул, растворенных в газообразном или жидком виде в передающей давление жидкости измерительного преобразователя давления.

Уровень техники

Передающие давление жидкости используются в технике измерения давления в большом числе преобразователей для передачи измеряемого давления на датчик давления. В качестве передающих давление жидкостей используются предпочтительно максимально несжимаемые жидкости с минимально низкими коэффициентами теплового расширения, например силиконовые масла.

Обычно преобразователи имеют закрытую наружу разделительной мембраной камеру приема давления, присоединенную через соединение к камере измерения давления, в которой находится датчик давления. Камера приема давления, камера измерения давления и соединение заполнены передающей давление жидкостью, которая в режиме измерения передает воздействующее на разделительную мембрану измеряемое давление на датчик давления.

Одним примером этого являются преобразователи, в которых в качестве датчиков давления используются полупроводниковые датчики, например кремниевые чипы с внедренными резистивными элементами. Обычно полупроводниковые датчики содержат мембранообразный чип датчика давления, расположенный на цоколе в камере измерения давления. Как правило, полупроводниковые датчики очень чувствительны и поэтому не подвергаются непосредственно воздействию среды, давление которой должно быть измерено.

Другим примером являются преобразователи с предвключенными усреднителями давления. Здесь усреднители давления имеют расположенную в режиме измерения в месте измерения, закрытую разделительной мембраной камеру приема давления, присоединенную передающей давление линией к расположенной на удалении от места измерения камере измерения давления преобразователя, в которой находится датчик давления.

При этом для точности измерения преобразователя особенно важно, чтобы передающая давление жидкость содержала как можно меньше растворенных в ней в газообразном или жидком виде посторонних молекул. Растворенные в жидкости газы и/или жидкости, в частности, при высоких температурах и/или воздействующих на разделительную мембрану низких давлениях могут вызывать внезапно возникающее при определенных условиях образование газовых пузырьков в жидкости, которое резко изменяет характер передачи давления жидкостью. Следствием в зависимости от количества включенного содержания посторонних молекул являются при определенных условиях значительные, зависимые от температуры и/или давления ошибки измерения. При этом особенно частыми и проблематичными являются водяные молекулы, содержащиеся в жидкости в жидком или газообразном виде (водяной пар). За счет возрастающего экспоненциально с температурой давления пара вода уже при низких температурах внезапно образует при определенных условиях пузырьки водяного пара.

Чтобы удалить растворенные в передающей давление жидкости посторонние молекулы, жидкость в настоящее время очищается, как правило, методом вакуумной дистилляции, прежде чем она, как правило, под вакуумом будет подаваться в преобразователь.

Методы вакуумной дистилляции имеют тот недостаток, что температура дистилляции ограничена за счет термической стабильности передающей давление жидкости.

Дополнительно из жидкости методом вакуумной дистилляции отбирается возрастающая с повышением температуры дистилляции доля других компонентов. Это неизбежно приводит к негативному для передачи давления с малыми потерями повышению вязкости жидкости, которому можно противодействовать также только за счет ограничения температуры дистилляции.

Из-за ограничений температуры дистилляции в передающей давление жидкости даже по окончании дистилляции имеется остаточное количество растворенных в ней посторонних молекул, которое не может быть ниже определенного значения.

Однако посторонние молекулы, например, воды и воздуха содержатся не только в предназначенной для заполнения жидкости, но и могут также приставать к внутренним стенкам заполняемого измерительного преобразователя и попадать оттуда в жидкость. Чтобы уменьшить количество пристающих к внутренним стенкам посторонних молекул, внутренние пространства преимущественно перед их заполнением «протапливаются», кратковременно нагреваясь под вакуумом до высокой температуры, при которой пристающие посторонние молекулы отделяются от внутренних стенок, а затем отсасываются за счет приложенного вакуума. Однако и в этом случае к внутренним стенкам остается приставшим остаточное количество посторонних молекул, которые после заполнения могут попасть в растворенном виде в передающую давление жидкость.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является создание способа уменьшения содержания посторонних молекул, растворенных в газообразном или жидком виде в передающей давление жидкости преобразователя.

Для этого предложен способ уменьшения содержания посторонних молекул, растворенных в газообразном или жидком виде в передающей давление жидкости преобразователя, который имеет закрытую разделительной мембраной камеру приема давления, соединенную с камерой приема давления камеру измерения давления и расположенный в камере измерения давления датчик давления, в котором (преобразователе) жидкость служит для заполнения образованного камерой приема давления и соединенной с ней камерой измерения давления внутреннего пространства преобразователя и для передачи в режиме измерения воздействующего снаружи на разделительную мембрану давления на датчик давления, при котором жидкость приводится в контакт, по меньшей мере, с одним адсорбентом и растворенные в жидкости посторонние молекулы связываются с адсорбентами за счет адсорбции.

Согласно одному предпочтительному варианту адсорбенты состоят из цеолита.

Предпочтительным вариантом является то, что в способе, в котором адсорбенты способом подготовки жидкости к заполнению преобразователя вводятся в виде гранулята в жидкость, где они затем адсорбируют посторонние молекулы, жидкость отделяется от адсорбентов с адсорбированными ими посторонними молекулами и заполняемое внутреннее пространство преобразователя заполняется отделенной, свободной от адсорбентов жидкостью.

Целесообразным является то, что адсорбенты имеют размер частиц, небольшой по сравнению с габаритами заполняемого внутреннего пространства преобразователя, адсорбенты способом подготовки жидкости к заполнению преобразователя вводятся в жидкость и внутреннее пространство преобразователя заполняется содержащей адсорбенты жидкостью.

Предпочтительным является то, что адсорбенты имеют размер частиц, небольшой по сравнению с габаритами заполняемого внутреннего пространства преобразователя, адсорбенты вводятся в заполняемое внутреннее пространство преобразователя и оно заполняется жидкостью.

Кроме того, предпочтительным является то, что преобразователь имеет, по меньшей мере, одну примыкающую к заполняемому внутреннему пространству полость, адсорбенты вводятся в полости, полости закрываются относительно внутреннего пространства проницаемой для жидкости и непроницаемой для адсорбентов крышкой и внутреннее пространство и полости заполняются жидкостью.

Целесообразным является то, что передающая давление жидкость перед заполнением ею преобразователя подготавливается способом подготовки, при котором в жидкость вводятся адсорбенты, адсорбирующие растворенные в ней посторонние молекулы, жидкость отделяется от адсорбентов и связанных с ними в результате адсорбции посторонних молекул и отделенная, свободная от адсорбентов жидкость используется для заполнения.

Изобретение касается также изготовленного предложенным способом преобразователя, который имеет закрытую разделительной мембраной камеру приема давления, соединенную с камерой приема давления камеру измерения давления и расположенный в камере измерения давления датчик давления, внутреннее пространство преобразователя, образованное камерой приема давления и соединенной с ней камерой измерения давления, заполнено передающей давление жидкостью, жидкость содержит адсорбенты, размер частиц которых мал по сравнению с габаритами заполненного жидкостью внутреннего пространства и которые служат для связывания растворенных в жидкости посторонних молекул за счет адсорбции.

Предпочтительным является то, что преобразователь имеет закрытую разделительной мембраной камеру приема давления, соединенную с камерой приема давления камеру измерения давления, расположенный в камере измерения давления датчик давления, по меньшей мере, одну примыкающую к образованному камерой приема давления и соединенной с ней камерой приема давления внутреннему пространству полость, в которой расположены адсорбенты, внутреннее пространство и полости преобразователя заполнены передающей давление жидкостью, а полости отделены от внутреннего пространства проницаемой для жидкости и непроницаемой для адсорбентов крышкой.

Согласно одному варианту преобразователя он имеет, по меньшей мере, одну полость, расположенную на примыкающей к камере приема давления постели разделительной мембраны, по меньшей мере, одну полость, примыкающую к камере измерения давления, по меньшей мере, одну полость, примыкающую к соединяющей камеры приема и измерения давления линии, и/или полость, расположенную на примыкающем к внутреннему пространству преобразователя конце его наполнительного отверстия.

Далее изобретение включает в себя изготовленный предложенным способом преобразователь, имеющий закрытую разделительной мембраной камеру приема давления, соединенную с камерой приема давления камеру измерения давления, расположенный в камере измерения давления датчик давления, внутреннее пространство которого (преобразователя), образованное камерой приема давления и соединенной с ней камерой измерения давления, заполнено передающей давление жидкостью и во внутреннем пространстве которого (преобразователя) или в примыкающей к нему полости расположен, по меньшей мере, один выполненный в виде фасонного тела адсорбент.

Согласно первой модификации упомянутого последним преобразователя один из адсорбентов, расположенный в закрытой наружу полости, примыкающей к камере приема давления на ее противоположной разделительной мембране стороне, выполнен в виде постели для разделительной мембраны.

Согласно второй модификации упомянутого последним преобразователя один из адсорбентов выполнен в виде трубчатого адсорбента, вставленного в соединяющую камеры приема и измерения давления линию.

Согласно третьей модификации упомянутого последним преобразователя один из адсорбентов представляет собой вытеснитель, вставленный во внутреннее пространство преобразователя.

Согласно одному усовершенствованию упомянутой последней модификации вставленный в качестве вытеснителя адсорбент снабжен электрическими выводами, с помощью которых посредством подключенной к ним схемы измерения емкости измеряется емкость адсорбента, зависимая от состояния пропитывающей его, передающей давление жидкости.

Предложенный способ дает то преимущество, что адсорбенты постоянно отбирают к жидкости посторонние молекулы, из-за которых затем в преобразователе больше не образуются газовые пузырьки.

Краткое описание чертежей

Изобретение и его другие преимущества более подробно поясняются со ссылкой на чертежи, на которых изображены семь примеров его осуществления; одинаковые элементы обозначены на чертежах одинаковыми ссылочными позициями. На чертежах представляют:

фиг.1 - принципиальную схему преобразователя с присоединенным к нему устройством для подготовки передающей давление жидкости и для заполнения преобразователя;

фиг.2 - преобразователь с заполненным передающей давление жидкостью внутренним пространством, в которое помещены адсорбенты;

фиг.3 - усреднитель давления преобразователя из фиг.1, у которого на постели разделительной мембраны предусмотрены содержащие адсорбенты полости;

фиг.4 - корпус преобразователя из фиг.1, у которого в камере измерения давления предусмотрена содержащая адсорбент полость;

фиг.5 - присоединитель преобразователя из фиг.1 с полостью, расположенной в наполнительном отверстии и содержащей примыкающий к линии адсорбент;

фиг.6 - усреднитель давления преобразователя из фиг.1, у которого постель разделительной мембраны образована выполненным в виде фасонного тела, расположенным под камерой приема давления адсорбентом, а в линии усреднителя давления расположен дополнительный трубчатый адсорбент;

фиг.7 - пример адсорбента, используемого в качестве вытеснителя.

Осуществление изобретения

На фиг.1 изображена принципиальная схема преобразователя с присоединенным к нему устройством для подготовки передающей давление жидкости и для заполнения преобразователя.

Преобразователь содержит усреднитель давления с закрытой разделительной мембраной 1 камерой 3 приема давления, которая посредством линии 5 соединена с камерой 9 измерения давления, заключенной на удалении от камеры 3 в корпусе 7 преобразователя. В камере 9 расположен датчик 11 давления, например полупроводниковый, который в режиме измерения служит для измерения воздействующего извне на разделительную мембрану 1 давления p. Для этого внутреннее пространство преобразователя, образованное камерой 3, линией 5 и камерой 9, заполнено передающей давление жидкостью, которая в режиме измерения служит для передачи воздействующего на разделительную мембрану 1 давления p в камеру 9 и, тем самым, на находящийся в ней датчик 11 давления.

Изображенный преобразователь является лишь примером преобразователя, в котором может быть реализовано изобретение. Оно может быть реализовано также в сочетании с иначе выполненными преобразователями, которые имеют заполненное передающей давление жидкостью внутреннее пространство и в которых определяемое с помощью измерительной техники давление передается через жидкость на расположенный в нем датчик давления.

Передающей давление жидкостью является преимущественно максимально несжимаемая гидравлическая жидкость с минимально низким коэффициентом теплового расширения, например силиконовое масло.

В обычных передающих давление жидкостях всегда имеется остаточное содержание растворенных в них в газообразном или жидком виде посторонних молекул, в частности, воды и воздуха. Их нельзя извлечь из жидкости даже способом вакуумной дистилляции вследствие ограничений температуры дистилляции. Наряду с молекулами воды важную роль играют, в частности, хорошо растворимые в силиконовом масле посторонние молекулы, например, кислорода, азота и диоксида углерода.

Согласно изобретению растворенное в передающей давление жидкости в жидком или газообразном виде содержание посторонних молекул уменьшается за счет того, что жидкость приводится в контакт, по меньшей мере, с одним адсорбентом 13 и благодаря этому контакту растворенные в жидкости посторонние молекулы связываются с ним в результате адсорбции. За счет этого адсорбированные посторонние молекулы отбираются у жидкости и в режиме измерения не могут образовывать в ней газовые пузырьки.

Адсорбенты 13 состоят преимущественно из цеолита. Цеолиты являются алюмосиликатами, кристаллическая решетка которых имеет клеточную структуру с многочисленными полостями, доступными со всех сторон через поры. Цеолиты имеются как в виде гранулята, так и в виде спеченных фасонных тел относительно произвольно выбираемой формы. Поскольку цеолиты могут адсорбировать только молекулы, которые могут проникать через поры, они особенно хорошо подходят для селективной адсорбции содержащихся в передающей давление жидкости, мешающих посторонних молекул, в частности, воды, кислорода, азота и диоксида углерода. Адсорбция происходит уже при комнатной температуре, так что этот способ подходит также для жидкостей, имеющих очень низкую термическую стабильность. Поскольку у жидкости за счет адсорбентов 13 целенаправленно отбираются исключительно низкомолекулярные вещества, этот способ позволяет целенаправленно уменьшить мешающее в передающей давление жидкости содержание низкомолекулярных посторонних молекул без заметного повышения за счет этого вязкости жидкости.

Предложенный способ может быть осуществлен на разных этапах процесса изготовления преобразователя.

Согласно первому варианту осуществления изобретения способ осуществляется в виде способа подготовки жидкости, которому она подвергается до заполнения внутреннего пространства преобразователя. Этот вариант может быть реализован, например, с изображенным на фиг.1 устройством для подготовки передающей давление жидкости и для заполнения преобразователя.

При этом передающая давление жидкость заполняется в резервуар 15, в который адсорбенты 13 вводятся преимущественно в виде мелкозернистого гранулята. В резервуаре 15 расположена преимущественно мешалка 17, которая перемешивает его содержимое в начале процесса подготовки и за счет этого вызывает показанное на фиг.1 равномерное распределение адсорбентов 13 в жидкости.

Преимущественно оставшееся выше зеркала жидкости в резервуаре 15 его внутреннее пространство 19 вакуумируется посредством присоединенного к нему через клапан V вакуумного насоса 21. В результате этого из жидкости отсасываются выходящие вверх посторонние молекулы, что препятствует их поглощению из окружающего пространства.

Адсорбенты 13 отбирают у жидкости посторонние молекулы до тех пор, пока в ней больше не будет никаких растворенных посторонних молекул или пока не будет достигнута поглощающая способность адсорбентов 13.

Адсорбированные посторонние молекулы связаны с адсорбентами 13 и в соответствии с этим могут быть отделены вместе с ними от жидкости. Для этого преимущественно используется природная сила тяжести, которая вызывает оседание адсорбентов 13 на дно резервуара 15. После своего осаждения адсорбенты 13 образуют на дне резервуара 15 слой. Обозначенная на фиг.1 штриховой линией высота Н слоя возникает из габаритов резервуара 15 и количества введенных в него адсорбентов 13. Над слоем находится отделенная от адсорбентов 13 жидкость. Освобожденная от адсорбированных посторонних молекул жидкость может отбираться, например, через слив 25, снабженный управляемым клапаном 23 и расположенный выше высоты Н слоя.

В качестве альтернативы перед сливом 25 может быть установлен фильтр 27, который препятствует выходу адсорбентов 13 из резервуара 15.

Для заполнения внутреннего пространства преобразователя слив 25 непосредственно присоединен к схематично показанному наполнительному устройству, посредством которого освобожденная от адсорбированных посторонних молекул жидкость заполняется во внутреннее пространство преобразователя. Для этого последний имеет наполнительное отверстие 29, обеспечивающее доступ к заполняемому внутреннему пространству.

Для заполнения может использоваться большое число различных, известных из уровня техники устройств и способов. Как показано на фиг.1, заполнение происходит преимущественно под вакуумом. Для этого вакуумный насос 21 через снабженную клапаном V, заканчивающуюся в наполнительном отверстии 29 вакуумирующую линию 31 присоединен к внутреннему пространству и вакуумирует его. Затем внутреннее пространство заполняется через питаемую из слива 25 освобожденной от адсорбированных посторонних молекул жидкостью и также заканчивающуюся в наполнительном отверстии 29 наполнительную линию 33. В заключение наполнительное устройство отделяется, и наполнительное отверстие 29 герметично закрывается затвором (не показан).

Если используются адсорбенты 13, размер частиц которых мал по сравнению с габаритами внутреннего пространства заполняемого преобразователя, в качестве альтернативы может использоваться второй вариант осуществления изобретения, в котором внутреннее пространство заполняется содержащей адсорбенты 13 жидкостью. В этом случае внутреннее пространство преимущественно непосредственно после ввода адсорбентов 13 в жидкость заполняется содержащей их жидкостью. Также здесь мешалка 17 вызывает однородное распределение адсорбентов 13. В отличие от описанного выше варианта заполнение происходит, однако, в процессе перемешивания или непосредственно вслед за ним, с тем чтобы у адсорбентов 13 не было времени для осаждения на дне резервуара 15, причем фильтр 27 отпадает.

На фиг.2 изображен пример преобразователя, заполненного содержащей адсорбенты 13 жидкостью. В качестве альтернативы примеру на фиг.1 преобразователь изображен без предвключенного усреднителя давления. Он включает в себя компактный корпус 35, на передней стороне которого находится закрытая наружу разделительной мембраной 37 камера 39 приема давления, соединенная коротким, проходящим внутри корпуса 35 соединением с расположенной в корпусе 35 камерой 41 измерения давления, в которой находится датчик 11 давления.

Одинаковый в отношении заполненного преобразователя конечный результат достигается в качестве альтернативы также за счет того, что адсорбенты 13 перед заполнением преобразователя вводятся в его внутреннее пространство, которое затем заполняется жидкостью. Также в этом случае адсорбенты 13 должны иметь, разумеется, размер частиц, который мал по сравнению с габаритами заполняемого внутреннего пространства, чтобы обеспечить беспрепятственную передачу давления жидкостью. Также за счет этого адсорбенты 13 попадают в жидкость и в результате адсорбции связывают растворенные в ней посторонние молекулы.

При этом жидкость, которой заполняется содержащее адсорбенты 13 внутреннее пространство преобразователя, может быть, разумеется, предварительно подвергнута описанному выше процессу подготовки, в котором в жидкость перед ее заполнением вводятся адсорбенты 13, снова отделяемые от нее перед заполнением вместе с адсорбированными посторонними молекулами. В заключение преобразователь заполняется подготовленной таким образом, свободной от адсорбентов жидкостью. Этот вариант дает то преимущество, что предварительно уже заметно уменьшенное в результате процесса подготовки содержание растворенных в жидкости посторонних молекул дополнительно уменьшается за счет содержащихся в преобразователе адсорбентов 13.

В качестве альтернативы вводу адсорбентов 13 во внутреннее пространство преобразователя они могут вводиться также в одну или несколько полостей, соединенных с его заполняемым жидкостью внутренним пространством и служащих для размещения выполненных в этом случае также в виде гранулята адсорбентов 13, причем полости закрыты в направлении внутреннего пространства крышкой, проницаемой для жидкости, но непроницаемой для адсорбентов 13, например металлической решеткой. Растворенные в находящейся в полости или полостях жидкости посторонние молекулы также в этом случае связываются в результате адсорбции с адсорбентами 13 и, тем самым, отбираются у жидкости.

Поскольку адсорбенты 13 остаются при этом в полостях, они никоим образом не ухудшают во внутреннем пространстве передающие давление свойства жидкости. Этот вариант подходит, в частности, также для преобразователей, имеющих внутренние пространства небольших габаритов. Поскольку адсорбенты 13 не проникают в примыкающее внутреннее пространство, их размер необязательно должен быть мал по сравнению с габаритами внутреннего пространства преобразователя.

Полость или полости может/могут быть расположена/расположены в разных местах преобразователя.

Так, например, по меньшей мере, одна полость 43 может быть выполнена на постели 45 разделительной мембраны 1 (фиг.3). На этой фигуре изображены четыре полости 43. В каждой из них находятся адсорбенты 13. Полости 43 заканчиваются непосредственно в камеру 3 приема давления и закрыты в ее направлении крышкой 47, проницаемой для жидкости, но непроницаемой для адсорбентов 13. Для изготовления этого варианта адсорбенты 13 предварительно вводятся в полости 43, которые затем закрываются крышкой 47, например металлической решеткой. После этого приваривается разделительная мембрана 1. Перед заполнением жидкостью камера 3 приема давления и примыкающие к ней полости 43 преимущественно один раз сильно нагреваются под вакуумом. Эта известная среди специалистов как «протапливание» операция приводит к тому, что, по меньшей мере, большая часть приставших внутри усреднителя давления посторонних молекул, в частности, возможно, приставшая остаточная влага, отделяется и отсасывается. При этом адсорбенты 13 из цеолита дают то преимущество, что они предварительно при определенных условиях высвобождают уже адсорбированные молекулы при высоких температурах, в частности выше 250°C, в результате чего они также отсасываются, а адсорбенты 13 перед контактом с жидкостью достигают своей максимальной поглощающей способности.

На фиг.4 изображена еще одна расположенная здесь в камере 9 измерения давления преобразователя из фиг.1 - вместо или дополнительно к полостям 43 - полость 49 для размещения адсорбентов 13. Полость 49 выполнена в форме кольцевого цилиндра и окружает датчик 11 давления с внешней стороны. Полость 49 ограничена проницаемой для жидкости и непроницаемой для адсорбентов 13 крышкой 51, которая прочно соединена с внутренней, охватывающей камеру 9 боковой поверхностью 53 корпуса 7 и торцевой поверхностью 55 преобразователя, примыкающей к ней на обращенной к усреднителю давления стороне и замыкающей камеру 9 на этой стороне.

На фиг.5 изображены две другие, примыкающие к линии 5 преобразователя из фиг.1 полости 57, 59, которые вместо или дополнительно к описанным выше полостям 43, 49 служат для размещения адсорбентов 13.

Содержащие адсорбенты 13 полости 57, 59 расположены внутри присоединителя 61 преобразователя, который соединяет корпус 7 с предвключенным усреднителем давления и через который проходит участок линии 5.

Полость 57 примыкает непосредственно к участку линии 5 и отделена от него проницаемой для жидкости и непроницаемой для адсорбентов 13 крышкой 63.

Полость 59 выполнена в примыкающей к линии 5 зоне наполнительного отверстия 29, уже закупоренного здесь затвором 65. Полость 59 закрыта проницаемой для жидкости и непроницаемой для адсорбентов 13 крышкой 67. Преимущественно полость 59 образована помещенной с конца в наполнительное отверстие 29 цилиндрической вставкой 69, в которую заключены адсорбенты 13. Вставка 69 закрыта со стороны линии крышкой 67, а на своей обращенной от линии 5 стороне - дополнительной, проницаемой для жидкости и непроницаемой для адсорбентов 13 крышкой 71.

Это дает то преимущество, что вставка 69 с адсорбентами 13 может быть помещена в наполнительное отверстие 29 перед заполнением внутреннего пространства преобразователя. Таким образом, внутреннее пространство и адсорбенты 13 можно перед заполнением «протопить» под вакуумом, а затем заполнить внутреннее пространство под вакуумом через вставку 69. Этим достигается то, что адсорбенты 13 в начале процесса заполнения имеют максимальную поглощающую способность. Другое преимущество состоит в том, что все заполняемое количество жидкости течет сквозь адсорбенты 13 во внутреннее пространство, причем растворенные в ней посторонние молекулы адсорбируются адсорбентами 13.

Адсорбенты 13, остающиеся также в режиме измерения во внутреннем пространстве преобразователя или в примыкающих к нему полостях 43, 49, 57, 59, дают то дополнительное преимущество, что они могут адсорбировать также посторонние молекулы, которые сначала пристают к внутренним стенкам внутреннего пространства или полостей 43, 49, 57, 59 и при определенных условиях лишь по истечении длительного времени отделяются и попадают в жидкость.

В качестве альтернативы или дополнительно к уже описанным адсорбентам 13 в виде гранулята в преобразователе могут использоваться также отдельные, т.е. выполненные в виде цельных фасонных тел, адсорбенты больших размеров. Эти адсорбенты представляют собой преимущественно спеченные цеолитовые вставки, изготавливаемые с точной посадкой в соответствующем месте использования во внутреннем пространстве преобразователя и/или в примыкающей и открытой к нему, в противном случае закрытой наружу полости.

На фиг.6 изображен пример этого, в котором первый адсорбент 73 расположен в полости 75, закрывающей наружу камеру 3 приема давления усреднителя давления из фиг.1 на ее противоположной разделительной мембране 1 стороне. Адсорбент 73 выполнен, в основном, в виде шайбы и заполняет полость 75. Направленная в камеру 3 торцевая сторона адсорбента 73 за счет своей формы выполнена преимущественно в виде постели разделительной мембраны 1, к которой последняя прилегает в случае воздействующего на нее избыточного давления. Этот адсорбент 73 служит, тем самым, как для адсорбции посторонних молекул, так и для защиты разделительной мембраны 1 при воздействующих на нее перегрузках.

Дополнительно на фиг.6 предусмотрен второй трубчатый адсорбент 77, вставленный в соединяющую камеру 3 приема давления с камерой 9 измерения давления линию 5.

На фиг.7 изображен другой пример, в котором в камере 9 измерения давления расположен адсорбент 79. Он заполняет относительно большую часть внутреннего пространства камеры 9, оставляя открытым датчик 11 давления и его соединение с подводом давления (не показан), например камерой 3. Также этот адсорбент 79 выполняет двойную функцию, с одной стороны, адсорбируя посторонние молекулы, а с другой стороны, служа вытеснителем, использование которого заметно уменьшает необходимое для заполнения камеры 9 количество передающей давление жидкости. Адсорбенты соответствующей формы могут использоваться на всех участках внутренних пространств преобразователя, а также в примыкающих к внутренним пространствам, открытых в направлении соответствующего внутреннего пространства, в противном случае закрытых наружу полостях преобразователя, в которых до сих пор использовались классические, чисто механические вытеснители.

Преимущественно адсорбент 79 снабжен электрическими выводами 81, посредством которых с помощью подключенной к ним схемы 83 измерения емкости измеряется его емкость. Поскольку адсорбент 79 имеет крайне пористую структуру, он после заполнения передающей давление жидкостью пропитывается ею. Соответственно емкость адсорбента 79 является мерой емкости передающей давление жидкости, которая, в свою очередь, позволяет сделать вывод о состоянии жидкости. Соответственно состояние передающей давление жидкости можно контролировать с помощью измеренной емкости адсорбента 79. Посредством измерения емкости непосредственно после заполнения преобразователя можно обнаружить, когда в отношении адсорбции посторонних молекул на адсорбенте 79 достигается стабильное равновесное состояние. Кроме того, с помощью измерения емкости устанавливается возникающее по мере эксплуатации преобразователя повышение содержания посторонних молекул, в частности, воздуха и влаги в передающей давление жидкости в зоне адсорбента 79. Такое последующее повышение может быть вызвано, например, повреждением разделительной мембраны 1 или неплотностью в преобразователе.

1. Измерительный преобразователь давления, который имеет закрытую разделительной мембраной (37) камеру (39) приема давления, с которой соединена камера (41) измерения давления, в которой расположен датчик (11) давления, внутреннее пространство которого, образованное камерой (39) приема давления и соединенной с ней камерой (41) измерения давления, заполнено передающей давление жидкостью, причем жидкость служит для передачи в режиме измерения воздействующего снаружи на разделительную мембрану (37) давления (p) на датчик (11) давления, при котором жидкость содержит адсорбенты (13), 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, причем растворенное в передающей давление жидкости в газообразном или жидком состоянии содержание посторонних молекул уменьшается посредством способа, при котором жидкость приводят в контакт, по меньшей мере, с одним адсорбентом (13, 73, 77, 79) и растворенные в жидкости посторонние молекулы связывают с адсорбентами (13) за счет адсорбции.

2. Измерительный преобразователь давления по п.1, в котором при данном способе адсорбенты (13, 73, 77, 79) состоят из цеолита.

3. Измерительный преобразователь давления по п.1, в котором при данном способе
- адсорбенты (13) способом подготовки жидкости к заполнению преобразователя вводят в виде гранулята в жидкость,
- где они затем адсорбируют посторонние молекулы, жидкость отделяют от адсорбентов (13) с адсорбированными ими газовыми молекулами и
- заполняемое внутреннее пространство преобразователя заполняют отделенной, свободной от адсорбентов жидкостью.

4. Измерительный преобразователь давления по п.1, в котором при данном способе
- адсорбенты (13) имеют размер частиц, небольшой по сравнению с габаритами заполняемого внутреннего пространства преобразователя,
- адсорбенты (13) способом подготовки жидкости к заполнению преобразователя вводят в жидкость и
- внутреннее пространство преобразователя заполняют содержащей адсорбенты (13) жидкостью.

5. Измерительный преобразователь давления по п.1, в котором при данном способе
- адсорбенты (13) имеют размер частиц, небольшой по сравнению с габаритами заполняемого внутреннего пространства преобразователя,
- адсорбенты (13) вводят в заполняемое внутреннее пространство преобразователя и
- внутреннее пространство преобразователя заполняют жидкостью.



 

Похожие патенты:

Предлагаемое устройство относится к приборостроению и может быть использовано в системах дистанционного сбора информации о давлении в различных отраслях промышленности.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной цепью.

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.

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 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.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям давления, и может быть использовано в различных областях науки и техники, связанных с измерением перепада давления среды. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и работоспособности высокоточного дифференциального датчика давления во время и после кратковременных многократных перегрузок. Полупроводниковый датчик перепада давления содержит полупроводниковую мембрану из кремния, тензодатчик в виде мостовой схемы из тензорезисторов, первый стопорный элемент и второй стопорный элемент. Первый стопорный элемент выполнен из кремния и содержит стопорный выступ в области напротив канавки полупроводниковой мембраны, стопорное углубление напротив центрального выступа полупроводниковой мембраны, расположенное с зазором от центрального выступа мембраны, а также центральное сквозное отверстие. Стопорный элемент закреплен плоской стороной на стеклянной подложке из материала с одинаковым с кремнием коэффициентом теплового расширения и имеющей центральное сквозное отверстие, совпадающее с отверстием первого стопорного элемента. Второй стопорный элемент выполнен из кремния и содержит второй центральный стопорный выступ, окруженный первой канавкой, а также стопорный выступ, окруженный второй канавкой, расположенный с зазором относительно обратной стороны полупроводниковой мембраны в области напротив канавки полупроводниковой мембраны. 2 ил.

Изобретение относится к области «физика материального взаимодействия». Способ определения механических параметров нарушенной материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия заключается в том, что фиксируют определяющий для исследуемой среды физический параметр внешнего воздействия - температуру Т(°С), плотность ρ (кг/см3), ускорение гравитационного притяжения (g, м/с2) и движения материального тела (α, м/с2), световое излучение, радиоактивность, электрическое и магнитное воздействие, устанавливают требуемый механический параметр материальной среды с учетом влияния физических определяющих параметров внешнего воздействия, определяют угол внутреннего трения и удельное сцепление cстр (кГ/см2) структурированной (природной) среды. Параметры угла внутреннего трения и удельного сцепления cн нарушенной среды определяют в фиксированных условиях внешнего воздействия, используя выражения а механические параметры материальной среды, используя фиксированные параметры и cн, и cстр в заданных условиях внешнего воздействия. Технический результат - возможность определения известных механических параметров нарушенной материальной среды через универсальные физические величины прочности: угол внутреннего трения и удельное сцепление, присущие всем материальным средам в структурированном и нарушенном состоянии.

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения давления, и может быть использовано при измерении динамического давления совместно с пьезоэлектрическими датчиками динамического давления. Устройство измерения динамического давления содержит пьезоэлемент 1 и измерительный блок 2, который состоит из генератора переменного тока 3, усилителя широкополосного 4, полосового фильтра 5, выпрямителя 6, фильтра нижних частот 7 и микроконтроллера 8. Выход пьезоэлемента 1 подключен к выходу генератора переменного тока 3, а выход генератора переменного тока 3 - к усилителю широкополосному 4. Усилитель широкополосный 4 соединен с полосовым фильтром 5 и фильтром нижних частот 7. Полосовой фильтр 5 через выпрямитель 6 соединен с первым входом микроконтроллера 8, второй вход которого подключен к фильтру нижних частот 7. Технический результат заключается в повышении быстродействия устройства путем одновременного измерения температуры и динамического давления, повышении точности устройства при измерении динамического давления путем коррекции температурной погрешности измерения динамического давления. 1 ил.
Наверх