Устройство для измерения скорости изменения давления

 

Союз Советсюа

Сюцмалмстичеооа

Республик ни 657287 (6!) дополнительное к аът. свид-ву% 336549 (22) Заявлено 19.05.76 (21) 2360962/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.04.79,Бюллетень № 14

Бата опубликования описания 19.04.79 (5!) М. Кл.

G 0l 4 11/00

Гооударствонвай комитет

СССР оо долом кзооретоиик и открыток (53) УДК 531.787 (088.8) (72) Авторы 0, Д Сафонов Д, Ао Осветимский и !0 B. Сыров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ

ДЛВЛЕНИЯ Изобретение относится к области измерительной техники и мож т быть использовано в системах автоматического регулирования давления.

Известно устройство для измерения скорости изменения давления по авт. ".в.

М 336549. Ус гройствэ содержит да. перепада давлений, динамическая полость которого сээбшается с входным давлением непосредственно, я статическая— через нормально закрытый электроклапан> дифференцируюшее звено, пороговую схему и схему запоминания. Сигнал с выхода датчика перепада давлений поступает на вход пороговой схемы и дифференцируюшего звена. Выходной сигнал последнего, пропорциональный скорости изменения давления, поступает. на выхэд устройства. Когда перепад давлений между пэВосТВМН датчика достигает порогового значения, иэд действием импульса поро.говой схемы открывается электрэкляпан °

Перед открытием электроклапана выходной сигнал диффе()е! цируюшего звена запоминается схемой запоминания и, пока электроклапан открыт, поступает с нее на выход устройства. В режиме запоминания скорость изменения давления устройством не измеряется. Когда давления в полостях датчика перепада, соединенных электроклапанэм, уравниваются, электрокляпан закрывается, после чего запоминание прекрашается. Устройство переводится в режим измерения, и сигнал на

1О выход устройства поступает непосредственно с выхода дифференцируюшего звена, В режиме запоминания возникает погрешность, пропэрцпональн iB длительности режима запоминания. (1)

1S

Недостатком известного устройства является значительное время, необходимое для уравнивания давлений в полостях датчика перепада при срабатывании электроклana! я.

Целью изобретения являе1ся уменьшение времени уравнения давлений в полостях датчика перепада давлений при срабатывании электрокляпана.

657287 щего датчик 1 перепада давлений, нормальЭто достигается тем, что в предлагеBMDM устройФ:тве, полость датчика, соеди-. ненная с источником измеряемого давления через электроклапан, разделена металлическими перегородками на ряд сообщающк.хся между собой ячеек.

Н а фкг. 1 представлена принципиальная схема описываемого устройства, содержа-

»о закрытый электроклапан 2, диффере«цкрующее звено 3, пороговую схему 4, реле 5 и з а и о ми н ающую емк ость 6. Дат ч ик

1 состоит кз динамической 7 и статической 8 полостей, разделанных упругой мембраной 9, и преобразователя 10 перемещения жесткого центра мембраны 9 в электрический сигнал. Динамическая 7 и статическая 8 полости датчика 1 соеди«е«ы между собой капилляром 11. Кроме того, статическая полость 8 разделена металлическими перегородками 12 на ряд сообщающихся между собой ячеек 13.

Предлагаемое устройство при закрытом электроклапане 2 работает аналогично извест«ому устройству. На фиг. 2 показана временная диаграмма выходного сигнала датчика перепада давлений 1, пропорционального разности давлений ь Р между полостями 7 и 8 при срабатывании электр окл ап а« а 2, В исходном состоянии перепад йР раве«исходному значению ЬР = ьР

В момент 4. открывается электроклапан 2 и перепад ЛР уменьшается до нуля. В момент 2 электроклапан 2 закрывается, а перепад Ь Р возрастает до некоторой установившейся величины

ЬР, < ьР, того же знака, что н

g Р„, хотя при этом входное давление

P остается неизменным. Это свидетельствует об изменении давления P в статической полости 8.

Пока не закончился процесс изменения давле«кя в статической полости 8, устройство не может бьггь переведено из режима запомк«а«ия в режим измерения, Сокраще«ке длительности режима запоминания может быть достигнуто за счет уменьшении длительности процесса изменения давления в статической полости 8.

Пркчк«а измене«кя давления в статической полости 8 была установлена путем эксперкме«таль«ых исследований, результа. ты которых были обоснованы теоретически.

Эксперкме«ты показали, что описанное. изме«е«ие давления в статической полости

8 «е может бьгть обусловлено движением запор«ого элема«та электроклапана 2 при его срабатывании. Хотя движение запорного элемента и вызывает изменение давления, однако оно имеет постоянную величину, происходит за сотые доли секунды и, % кроме того, его направление зависит от направления движения запорного элемента и не зависит от знака разности Ь Р до от;. крыва«ия электроклапана 2. Рассматрива» емое изменение давления происходит примерно за 1 с .и его значение зависит от исходного значения ЬР, а его направление зависит DT знака Ьр до oTKpbIBa«BB электроклапана 2 и не зависит от напревпения движения запорного элемента.

1$

Изменение давления в статической полости 8 после закрытия электроклапана

2 обьясняется следующим образом.

При открытии электроклапана 2 в ре20 зультате изменения количества. воздуха в статической полости 8 происходит изменение его внутренней энергии, .характеризующееся одновременным изменением его давления и температуры, Благодаря возникшей разности температур воздуха и внутренней поверхности статической полости 8, между ними начинается теплообмен. После закрытия электроклапана 2 изменение температуры воздуха в закрытой статической полости 8 в резуль-.ате этого теплообмена приводит к изменению давления в ней.

Длительность процесса теплообмена определяется тепловой инерционностью з статкческой полости 8 и зависит от ее обьема, а также от теплопроводностк и площади ее внутренней поверхности, соприкасающейся с содержащимся в ней воз= духом. Объем У нельзя выбирать произ-.

4О вольно. Он влияет на коэффициент передачи и нелинейности характеристики датчика перепада 1 и, следовательно, выбирается исходя из заданных значений этих параметров.

На фиг. 3 представлены экспериментальные осциллограммы выходного сигнала датчика l перепада для различных конструкций и различных материалов внутренней поверхности статической полости 8 зпрк одинаковой величине ее объема. Осциллограммы на фкг. За и Зб получены на датчике 1 перепада без дополнительных устройств, уменьшающих тепловую инерционность. Согласно осциллограммам, длиятельность теплообмена %. 1,2с. Осциллограммы на фиг. Зв получены для датчика

1, статическая полость которого разделена перегородками 12 из металла с высокой теплопроводностью на ряд сообщающих657287 ся между собой ячеек 13 и имеет больагую плошадь KDHTBKTB с содержащимся в ней воздухом. При этом; длительность теплообмена 0,1 с.

На осциллограмме (фиг, Зг) показан 5 выходной сигнал датчика 1 перепада, статическая полость которого выполнена из пластмассы.

Длительность теплообмена в этом случае 6 с. Осциллограммы на фиг. 3 10 подтверждают воэможность уменьшения длительности режима запоминания устройства для измерения скорости изменения давления за счет уменьшения длительности теплообмена. В предлагаемом устройст- ве статическая полость 8 разделена перегородками 12 из металла с высокой тепло- . проводностью на ряд сообщающихся между собой ячеек 13, Благодаря большой площади поверхно» сти перегородок 12, соприкасающейся с воздухом, содержащимся в статической йолости 8, достигаются уменьшение длитэльности теплообмена между воздухом и перегородками 12 и соответствующее уменьшение длительности режима заломи н ания.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости изменения давления по авт. свид.

И9 336549, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени уравнивания давлений в полостях датчика перепада давлений при срабатывания элекч роклапана, полость датчика, соединенная с источником измеряемого давления через электроклапан, разделена металлическими перегородками на ряд сообщающихся меж у собой ячеек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР и 336549, кл. 6 01 1 11/00, 1971.