Компенсационный датчик давления

 

паттентна-техн ц

1 нчеснал о 9 " å""

Союз Советскик

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.01.78 (21) 2572983/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 05.05.80. Бюллетень 17

Дата опубликования описания 15.05.80 (51 ) М. К .

G 01 1. 9/18

Гасударственный комитет

СССР до делам изобретений и открытий (53) УДК 531.787 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Шихиев, Г. P. Круль и Ю. В. Щербинин

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

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам для измерения давления или разности давлений.

Известно устройство для измерения давления, выполненное в виде цилиндрического корпуса, внутри которого установлен электрокинетический элемент в виде пористого диска (1).

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения.

Известен электрокинетический компенсационный датчик давления, содержащий систему ввода давления, электроосмотическую ячейку и электрическую измерительную схему (2).

Недостатком этого устройства также является низкая точность измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что электрокинетическая и электроосмотическая ячейки установлены параллельно системе ввода давления, а система ввода давления выполнена в виде двух пар соосно раыюложенных один в другом сильфонов с жестко связанными доньями, причем полости внутренних сильфонов гидравлически соединены с ячейками, а полости внешних сильфонов — с источниками измеряемых давлений.

Компенсационный датчик давления представлен на чертеже.

Датчик состоит из параллельно соединенных электроосмотической 1 и электрокинетической 2 ячеек и системы подвода давления, являющейся также датчиком индикатора рассогласования, состоящего из двух пар расположенных один в другом сильфонов 3 и 4 с совмещенными доньями, связанными друг с другом стержнем 5, проходящим сквозь неподвижную пластину 6, образующую совместно с доньями сильфонов дифференциальную емкость индикатора рассогласования 7, источника напряжения 8 и регистрирующего устройства 9.

Причем электроосмотическая и электрокинетическая ячейки и внутренние сильфоны образуют замкнутую гидравлическую систему и залиты рабочей жидкостью.

2о Датчик работает следующим образом.

При подаче измеряемого перепада давлений (P . Р е) под внешние сильфоны, объединенные дном 3, стремятся расшириться, а дном 4 — сжаться, при этом жидкость на732706 чинает перетекать через электрокинетическую ячейку (например, из правой части в левую).

Переток жидкости приводит к перемещению сильфонов, что фиксируется индикатором рассогласования по изменению дифференциальной емкости, образованной доньями 3 и 4 и неподвижной центральной пластиной 6. Индикатор рассогласования своим контактом 10 подключает электроосмотическую ячейку (ЭОЯ) с конденсатором 11 к источнику напряжения через сопротивле- р ние 12. Благодаря этому добиваются плавного увеличения напряжения на электроосмотической ячейке.

Согласно теории электрокинетических явлений электроосмотическая ячейка начинает перекачивать жидкость а количество перекачиваемой жидкости пропорционально приложенному напряжению. Напряжение к ЭОЯ подключается в такой полярности, чтобы обеспечить перекачку жидкости в направлении, обратном перетоку жидкости под © действием измеряемого давления. Таким образом, через электрокинетическую ячейку протекает определенное количество жидкости, а количество жидкости, перекачиваемой ЭОЯ, и развиваемое ею давление растет пропорционально приложенному напря- жению. Напряжение на ЭОЯ растет до тех пор, пока сильфоны не вернутся в исходное состояние, и в этот момент индикатор рассогласования отключает ЭОЯ от источника напряжения, т.е. наступает момент, когда Е количество жидкости, протекающей через электрокинетическую ячейку и перекачиваемой ЭОЯ, становится равным и пропорциональным измеряемому давлению. Если измеряемое давление резко уменьшится или по какой-либо причине увеличится, давле- 3s ние, создаваемое ЭОЯ, то индикатор рассогласования переключает контактом 10 конденсатор 11 на разряд, резко уменьшив скорость перекачивания жидкости ЭОЯ до необходимой величины (до выравнивания дав46 лений) . Таким образом, то подключая

ЭОЯ к источнику напряжения, то отключая ее или переключая на разряд; сильфоны удерживаются в нейтральном положении, а через электрокинетическую ячейку постоянно течет количество жидкости пропорциональное измеряемому давлению. Согласно той же теории электрокинетических явлений на электродах электрокинетической ячейки генерируется потенциал, пропорциональный количеству перетекающей через ячейку жидкости. Для его измерения к электродам подключено регистрирующее устройство 9 (например, вольтметр, отградуированный в единацах давления), которое показывает величину измеряемого давления.

Таким образом, отсчет давления не по подаваемому на ЭОЯ напряжению, а по генерируемому электрокинетической ячейкой потенциалу позволяет, во-первых, уменьшить динамические погрешности, обусловленные выбросами напряжения в системе автокомпенсации при переходных процессах, во-вторых, сама электрокинетическая ячейка менее чувствительна к различным дестабилизирующим факторам и является более точным и надежным элементом измерения, что приводит к повышению точности всего датчика. Это позволяет расширить область применения предлагаемого датчика давления.

Формула изобретения

Компенсационный датчик давления, содержащий систему ввода давления, электрокинетическую и электроосмотическую ячейки и электрическую измерительную схему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения электрокинетическая и электроосмотическая ячейки установлены параллельно системе ввода давления, выполненной в виде двух пар соосно расположенных один в другом сильфонов с жестко связанным доньями, причем полости внутренних сильфонов гидравлически соедине ны с ячейками, а полости внешних сильфонов — с источниками измеряемых давлений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 123334, кл. 2 G 01 L 9/18, 1958.

2. Авторское свидетельство СССР № 545885, кл. 2 G 01 1.9/18, 1975 (прототип), 732706

Составитель Н. Швыркова

Техред К. Шуфрнч Корректор М. Вигула

Тираж 1019 Подписное

Редактор Н. Ахмедова

Заказ 1728/33

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4