Электроосмотический датчик давления

 

!

О П И С=А-Й"и е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к astoscxosav свидетельствю

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1 >545885 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.11.75 (21) 2191122/10 (51) М.Кл.- е6 01 L 9/18 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.02.77. Бюллетень М 5 (45) Дата опубликования описания 09.03.77

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) ДК 531.787 (088.8) ао делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

В. И. Шихиев

Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к информационноизмерителыной технике и предназначено для измерения давлений или разности давлений.

Известны электржинетические устройства для измерения давлений, состоящие из корпуса, разделенного пористой перегородкой с электродами,на две камеры, ограниченные с торцов мембранами и залитые рабочей жидко стью (1). В этих устройствах давление преобразуется в скорость движения жидкости через пористую перегородку, а по возникшему при этом,на электродах потенциалу определяют измеряемое давление. Недостатком таких устройств является то, что oHEI могут измерять только переменные давления, так 15 как при действии статических давлений переток жидкости из камеры в камеру прекраи!ается, а соответственно уменьшается и совсем исчезает потенциал на электродах.

Цель изооретения — расширение частотного диапазона измерения давлений вплоть до статических давлений. Это достигается тем, что электрокннетическая ячейка, раоотающая в электроосмотическом режиме по компенсационной схеме, укреплена на мембране, делящей корпус на две полости, а мембраны самой ячейки образуют с соответствующими неподзижHûìII обкладкам; на тоD цах корпуса дифференциальный емкостной датчик перемещения и связаны с ппмп жестки м и тягами.

На чертеже приведена схема датчика.

Датчик состоит пз корпуса 1, разделенного мембраной 2 на камеры, электрокинетической ячейки 8, укрепленной на мембране 2 и связанной центрами своих мембран 4 и 5 торцами корпуса б и 7, жесткими тягами

8 и 9.

Датчик снабжен блоком питания 10, подгключенным к электродам 11 и 12 через контакт 13, управляемый нуль-органом 14, счсдящпм за положением ячейки и в завпcIIìо сти от него переключающим электроды ячейки то на заряд, то EI2 разряд, также вольтметром 15 н сглаживающим конденсатором

16, включенных параллельно электродам, Датчик работает следующим образом.

Нуль-орган фиксирует начальное положение ячейки по емкости, образованной нсподвнжными обкладками на торцах корпуса мембранами ячсй .и -1 и 5, являющихся подвижным электродом этой емкости, Прл,подаче разности давлений на вхо.".ь: устройства ячейка переместится вместе с мембраной 2. Перемещение ячейки приведет к изменению формы и полсжения мембран 4 и 5, центры .которых неподвижны (связань:. жесткими тягами с торцами корпуса). Прп этом мембрана 4 выгибается наружу, а мем545885 брана б — .внутрь ячейки. Это сопровождается перетоком жидкостями из камеры II в I.

Перемещение ячейки приводит также к появлению сигнала с нуль-органа, который сразу подключит источник,напряжения к электродам электрокинет ической ячейки. Полярность напряжения, подключенного,к электродам

11 и 12,выбирается так, чтобы перекачивать жидкость обратно перетоку от действия измеряемого давления, т. е. из камеры 1 в II.

При по включении ячейки к источнику напряжения начинается за ряд конденсатора 1о через сопроти вление 17 и по мере заряда его растет напряжение на ячейке, включенной параллельно. С увеличением напряжения увеличивается развиваемое ячейкой давление и

B момент, когда оно с равняется с 113меряемым, жидкость начнет, перетекать обратно, и ячейка вернется в исходное положение. При возвращении ячейки в исходное состояни9 нуль-орган отключает ячейку от источника на пряжения. Так как ячейка потребляет ток, то напряжение на сглаживающем конденсаторс падает, à вместе с ним падает компенсирующее давление,и, когда оно станет меньше измеряемого, ячейка вновь переместится, а нуль-орган снова, подключит конденсатор на зар яд к источнику напряжения.

B случае резкого уменьшения измеряемого давления .или резкого превышения компенсирующего давления по какой-либо другой причине, нуль-орган ускорит разряд сглаживающего,конденсатора .путем переключения его с за ряда а разряд.

Таким образом, то подключая ячейку н источнику питания, то отключая ее, на ячейке поддерживается давление, равное измсряемому и компенсирующее его, а мерой его измерения является напряжение на элекгродах электроосмотической,ячейки.,для измерения этого напряжения .параллельно электродам и сглаживающему конденсатору включен вольтметр, отградуированный в единицах давления.

Таким образом, устройство может измерять кроме:перечисленных также и статическн давления.

Формула .изобретения

Электроосмотнческий,датчик давления, содержащий корпус с каналами для подвода давлений, расположенную в нем электрокинетнческую ячейку, герметизированную с .Ipoтивоположных торцов мембрана ми, и электрическую измерительную, схему, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения рабочего частотного диапазона B сторону низких частот вилоть до статических давлений, элекгрокинетическая ячейка укреплена HB мембране, разделяющей корпус на две полости, центры ее мембран связаны жесткими тягам:I с корпусом и образуIoT с соответствующими наподвижными обкладками дифференциальный емкостной датчик перемещения, который электрически связан с нуль-органом, управляющим переключателем полярности источника напряжения в це III питания электрокннетической ячейки.

Источник информации, принятый во вним ание пр и экспертизе:

1. Авт. свил. СССР ¹ 232556, G 01 I 9, 18, 19б9.

545885

Составитель И. 0,,»ова

Техред Л. Кочемирова

Корректор В. Гутман

Редактор О. Филиппова

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 72/148 Изд. Ма 424 Тирани 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5