Способ измерения давления

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ путем пропускания через эталонную Среду упругих волн, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения в область сверхвысоких давлений, эталонную ере-: ду выполняют из твердого тела, непосредственно воздействуют на нее измеряемым давлением, меняя ее линейные размеры и упругие свойства, подбирают частоту упругих волн, укладывают в эталонной среде определенное число полуволн и по этой частоте находят величину измеряемого давления.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 L 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21} 1752852/18-10 (22) 28,02,72 (46) 30,05.88. Бюл, N 20 (» ) Институт физики высоких дав" лений АН СССР (72) Ф.Ф,Воронов (53) 531.787 (088.8) (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ путем пропускания через эталонную

М среду упругих волн, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения в область сверхвысоких давлений, эталонную сре-: ду выполняют из твердого тела, непос"

:редственно воздействуют на нее измеряемым давлением, меняя ее линейные размеры и упругие свойства, подбирают частоту упругих волн, укладывают в эталонной среде определенное число полуволн и по этой частоте находят величину измеряемого давления.

461 675

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике измерения давления.

Известен способ измерения давления, основанный на измерении скорос5 ти прохождения упругих волн в измерительной среде, в которой создают давление, соответствующее измеряемому давлению. 10

Однако этот способ нельзя использовать для измерений в области сверхвысоких давлений.

В известном способе в качестве измерительной и передающей давление сред используют среды„ для которых полностью выполняется закон Паскаля, т.е. газы или жидкости с малой вязкостью, которые при сверхвысоких давлениях твердеют или становятся нас- 20 только вязкими, что давление не может быть передано из одного устройства в другое..

Цель изобретения — расширение диапазона измерения в область сверхвы- 25 соких давлений.

Такие давления создают сжатием в замкнутых объемах пластических веществ (пирофилита, свинца, индия, хлористого серебра и т.п.) и исполь- 30 зуют для воздействия на другие вещества непосредственно в том же рабочем объеме — в самой камере, в которой осуществлялась генерация давления.

35 По предлагаемому способу эталонную среду выполняют из твердого тела, непосредственно воздействуют на нее измеряемым давлением, меняя тем самым ее линейные размеры и упругие 40 свойства, пропускают через эталонную среду упругие волны, частоту которых подбирают, укладывают в сжатой эта.лонной среде определенное число полу. волн и по этой частоте находят вели- 45 чину измеряемого давления .

Коррекцию по температуре осуществляют введением температурной поправки в тарировочную зависимость.

Независимость измерений от дефор.—

50 маций как самой камеры, так и определенных деталей камеры осуществляют определением частоты упругих волн, обеспечивающей укладывание определен.ного количества полуволн только в

55 эталонной среде.

Способ осуществляют следующим образом.

В качестве эталонной среды выбирают железо армко, благодаря его вы1t II соким упругим характеристикам и отсутствию фазовых превращений в интер" вале давлений 0-130 кбар, Зависимость

его упругих свойств от давления описывалась в рамках линейного приближе" ния теории конечных деформаций

Ко а Ре

«ак аа о ар о др ° где P — давление;

К, К - изотермический модуль объемной упругости при давлениях P и р = О соответственно;

G, G — модуль сдвига при давлениях P и р = О.

3К 30 др ар — — - п ро из в одные э тих модУ лей но давлению при р=О.

Из этих двух уравнений рассчитывают зависимость от давления часто- . ты Г сдвиговых волн, которая обеспечивает укладывание определенного количества полуволн в эталонной среде 1

1 дК P: С--—.— = (— — — †.1) дрр« г Эр К

ЯG Р /2

x (— — — -+1) др 6 где f, — соответствующая частота при p=O.

3K BG

Величины К, G — — - .опреар ар деляют из ультразвуковых измерений.

В камеру высокого давления помещают эталонную среду в виде образца из поликристаллического железа диаметром 7-10 мм и толщиной 3-4 мм.

Образец окружают пластической средой, передающей давление, в которую помещают проволочки реперных металлов: висмута, таллия, бария, На внешней стенке камеры укрепляют пьезопреобразователь — кварцевую пластинку — среза на 10 МГц, которую подключают к импульсной ультразвуко" вой установке.

Упругая сдвиговая волна, возбужденная пьеэопреобраэователем, проходит через стенку камеры и через находящийся со стенкой в акустическом контакте образец железа, отражается

461 от его свободного торца и возвращает-ся назад к пьезопреобразователю.

Корректор Л.Пилипенко

Техред М.Дидык

Редактор Н.Сильнягина

Заказ 3387 Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,. Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Длительность посылаемого пакета упругих волн. выбирают большей време" ни прохождения двойной длины образца железа. На границе раздела сред стенка камеры - образец железа происходит интерференция упругих волн, отраженных от этой границы и возвращающихся из образца. Процесс измерения

675 4 сводится к подбору несущей частоты радиочастотных импульсов, прикладываемых к пьеэопреобраэователю таким образом, чтобы обеспечить сложение возвращающихся сдвиговых волн в фазе ипи противофазе, Тем самым обеспечивается укладывание. определенного числа полуволн в эталонной среде. Hs

10 измерений .соответствующей частоты по рассчитанной зависимости определяют давление в камере.