Датчик гидродинамической составляющей давления
i 11 67О832
ОП ИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕН И Я
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (611 ;: (61) Дополнительное к авт. свпд-ву— (22) Заявлено 16.02.76 (21) 2323633/18-10 (51) М Кл
G 011. 7I08 с присоединением заявки Ке
Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень Ме 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.79 по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.787 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
В. В. Борисов и В. А. Лосев
Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт гидротехники им. Б. Е. Веденеева (54) ДАТЧИК ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ
ДАВЛЕНИЯ
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для сейсмометрических измерений, а именно для измерения гидродинамической составляющей давления на поверхность плотины при землетрясениях.
Известен датчик давления, основанный на измерении деформации растягивающего под действием давления рабочего элемента датчика, которым является мембрана. Датчик представляет собой герметичную камеру, одна из стенок которой является мембраной. Внутри камеры к мембране прикреплен тензорезистор (1).
Но такой датчик имеет низкую чувствительность к динамической составляющей давления. Кроме того, он не гарантирует надежную и долговечную гидроизоляцию тензорезистора, так как подобное конструктивное выполнение не обеспечивает предотвращения коррозии, происходящей с течением времени.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является датчик измерения переменной составляющей быстроменяющихся давлений, содержащий разьемный корпус, внутри которого защемлена мембрана с тензорезисторами, причем одна из прилегающих к мембране полостей соединена с областью переменного давления непосредственно, а другая полость — через акустический демпфер. С целью упрощения конструкции акустический демпфер выполнен в виде кольцевых канавок, расположенных на плоскостях защемления мембраны и сообщающихся между собой и с полостями по обе стороны мембраны (2).
Однако в этом датчике отсутствует гидроизоляция тензорезистора, что не позво10 ляет использовать его для измерения динамической составляющей гидравлического давления
Целью изобретения является повышение точности измерения динамической состав1я ляющей гидродинамического давления.
Это достигается тем, что в датчике гидродинамической составляющей давления, включающем корпус, выполненный из двух изолированных камер, разделенных жесткой перегородкой, мембрану, выполненную за одно целое с одной из камер, и измерительный преобразователь, в жесткой перегородке установлена фильтрующая пробка, а в камеру с мембраной помещена газовая емкость в мягкой герметичной оболочке, другая камера закрыта крышкой с отверстием в ней и над фильтрующей пробкой и крышкой с отверстием установлены гибкие
30 гидроизоляционные прокладки, причем обе
670832 камеры заполнены токонепроводящей жидкостью.
На чертеже схематически изображен предлагаемый датчик.
Он включает тензорезистор 1, наклеенный на внутреннюю поверхность мембраны
2, выполненную заодно с корпусом верхней камеры 3. Через герметичную пробку 4, встроенную в верхнюю камеру, введен кабель 5, концы которого припаяны к выходам тензорезистора. Внутри корпуса помещена емкость 6 с газом, имеющая мягкую герметичную оболочку, и весь объем двух камер заполнен нейтральной жидкостью, например трансформаторным маслом. Кроме того, над перегородкой, разделяющей камеры, расположена гибкая прокладка 7, прижатая корпусом нижней камеры 8 к верхней камере. В перегородке установлена медленно фильтрующая пробка 9. Нижняя камера снизу закрыта крышкой 10 с отверстием в ней, над которой расположена гибкая прокладка 11. Обе камеры жестко соединены между собой болтами, Датчик гидродинамической составляющей давления работает следующим образом.
Датчик погружают в воду таким образом, чтобы тензорезистор 1 с мембраной 2 находились сверху датчика. Под действием гидростатического давления мембрана прогнется внутрь камеры 3, Так как вытесняемый объем пренебрежимо мал, то газовая емкость 6 практически не изменит свой объем. В начальный момент времени в камере будет сохраняться давление, которое было до погружения датчика в воду, а в камерс 8 благодаря наличию отверстия в крышке 10 установится гидростатическое давление. Вследствие разности давлений в верхней и нижней камерах жидкость из нижней камеры через медленно фильтрующую пробку 9 постепенно будет переходить в камеру 3. Это происходит до тех пор, пока в верхней камере не установится гидростатическое давление. В результате мембрана 2 выпрямится и разгрузится от гидростатического давления. Так же обеспечивается снятие приращения гидростатического давления и при годовых изменениях уровня водохранилища. Изгиб мембраны с тензорезистором от гидродинамической составляющей давления возможен за счет газовой емкости в верхней камере.
Благодаря прокладке 11 пробка 9 предохраняется от загрязнения. В результате того, что пространство двух камер заполнено трансформаторным маслом, обеспечивается надежная гидроизоляция тензорези15 стора даже при нарушении герметичности стыков и проникновении воды в полость датчика.
Формула изобретения
Датчик гидродинамической составляющей давления, включающий корпус, выполненный из двух изолированных камер, разделенных жесткой перегородкой, мембрану, 25 выполненную за одно целое с одной из камер, и измерительный преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения динамической составляющей гидродинамического давления, в жесткой перегородке установлена фильтрующая пробка, а в камеру с мембраной помещена газовая емкость в мягкой герметичной оболочке, другая камера закрыта крышкой с отверстием в ней и над фильтрующей пробкой и крышкой с отверстием установлены гибкие гидроизоляционные прокладки, причем обе камеры заполнены токонепроводящей жидкостью.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Логинов В. Г. Электрические измерения механических величин. М., «Энергия», . 1970, вып. 744, с, 56 — 57.
2. Авторское свидетельство СССР
45 К 283638, кл, G 011 7/08, 1970.
670832
Составитель А, Зражевский
Техред Н. Строганова
Редактор Е. Караулова
Корректоры: О. Данишева н Л. Брахннна
Подписной
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 1698/6 Изд. № 388 Тираж 1089
ЦНИИПИ НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5
