Датчик давления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 538254 (22) Заявлено 120578 (21) 2614583/18-10 с присоединением заявки N (23) Приоритет

Опубликовано 23.0780. Бюллетень ¹ 27

Дата опубликования описания 23.0780 »>750299

G 01 L 9/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 534. 612 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Н.Абраров, А.П.Лучников, A.Ä.Ñoëoòîâ и Л.В.тарасов

Московский институт электронного машиностроения (71) Заяв итель (54) Длтчик Длвлкния

Изобретение относится к устройствам регистрации, контроля, а также дистанционной передачи пневмосигналов.

По основному авт.св. 9 538254 известен датчик давления, используемый в качестве прецизионного измерительного преобразователя пневмосигналов и малых величин статического давления. Датчик содержит корпус, внутри которого расположена емкостная система, состоящая из металлизированной мембраны и противоэлектрода.

В корпусе датчика размещен акустический возбудитель, подключенный к генератору и через синхронный детектор к индикаторному прибору. Сигнал снимается с противоэлектрода, подключенного через усилитель к синХронному детектору Ц такой датчик имеет постоянную выходную характеристику, что ограничивает диапазон измеряемого давления и чувствительности. Применение датчика для работы в различных диапазонах давлений AP значительно за.трудняется в связи с необходимостью смены электретных мембран с различны .ми механическими свойствами. Датчик нельзя использовать в качестве регулирующего элемента в пневмоавтоматике. Все это ограничивает функциональные возможности датчика при его практическом применении.

Цель изобретения — обеспечение регулирования выходной характеристики и чувствительности датчика посредством введения управляющего давления, что расширяет его функциональные возможности.

Это достигается тем, что перед акустическим возбудителем введена переизлучающая звуковую волну от акустического возбудителя гибкая мембрана, причем камера, образуемая между электретной мембраной и переизлучателем, является опорной, а управляющее давление подается в полость за переизлучающей мембраной.

На фиг.1 представлен один из вариантов выполнения датчика давления; на фиг. 2 — график зависимости относительного изменения Ap/A амплитуды акустического сигнала переизлучающей мембраны от величины управляющего давления а Ри, на фиг.3— зависимость выходного напряжения датчика от величины измеряемого давления

750299

hP при различных управляющих давлениях hPy °

Корпус электроакустического датчика давления (фиг.1) выполнен из трех металлических цилиндров 1, 2 и 3. Между цилиндрами 1 и 2 с уплотнением зажимается предварительно натянутая полимерная электретная мембрана 4, металлизированный слойэлектрод которой гальванически .соединен с цилиндром 1.

В камере измеряемого давления РH на кольцевом изоляторе 5 устанавливается противоэлектрод 6..Между цилиндрами 1 и 3 с уплотнением устанавливается переизлучающая мембрана

7, выполненная из вязкоупругого полимерного пленочного материала. В камеру, расположенную между электретной мембраной 4 и переизлучателем акустической волны, подается опорное давление Ро . Управляющее давление 20

hP> подается в полость за переизлучающей мембраной 7. В цилиндре 3 при помощи закрепляющего кольца 8 установлен акустический возбудитель

9 волны постоянной амплитуды, питаемый от генератора 10. В состав схемы датчика входят также резонансный усилитель 11, синхронный детектор

12 и регистрируемый прибор 13.

Рабочая частота датчика 2 кГц.

АУ = 0-:200 .Гц. Рабочий диаметр мембраны — 4 = 26 ьм. Рабочая площадь электретной мембраны S = 4,4 см

Рабочий зазор между электретной мембраной 4 и противоэлектродом 6 d>

300 мкм. Электретная мембрана 4 толщиной 2 10 мкм выполнена из поликарбоната. Поверхностная плотность электретного заряда 6 = 2,7

° 10 кл/м . Напряжение возбуждения, подаваемое с генератора 10 (фиг.1),, 4О равное 25 В. Переизлучающая MeMGpaна 7 выполнена из полимерной пленки поликарбоната толщиной 10 мкм.

Датчик работает следующим образом. Упругая акустическая волна от 45 излучателя 9 возбуждает мембрану 7, которая колеблясь с частотой вынужденных колебаний возбудителя, переизлучает звуковую волну и возбуждает электретную мембрану 4. На противоэлектроде 6 наводится электрический сигнал, который усиливается усилителем 11, затем детектируется синхронным детектором 12 и измеряется регистрирующим прибором 13..

Дифференциальное управляющее давление Ь Ру в зависимости от своей величины создает различные механические напряжения в полимерной пленке 7. При этом пленка принимает сферическую форму с различной упругостью зависящей от Ь Ру . Это приводит к изменению амплитуды вынужденных акустических колебаний мембраны 7 из полимерной пленки (фиг. 2).

Таким образом, путем подачи управляющих давлений h Р> (в камеру за переизлучаемой мембраной 7) относительно опорного давления Рб в датчике можно регулировать амплитуду акустической волны переизлучающей мебраны

7, а, следовательно, и амплитуду колебаний электретной мембраны 4, которая, в свою очередь, определяет чувствительность и диапазон измеряемых давлений. При этом возможно получать семейство выходных характеристик (фиг. 3) нри наличии электретной мембраны с постоянными свойствами, в То время как в известных устройствах для этого требовались сменные мембраны. Датчик можно использовать в качестве регулирующего элемента в системах пневмоавтоматики.

Использование предлагаемой конструкции датчика значительно расширяет его функциональные возможности при регистрации давлений.

Формула изобретения

Датчик давления по авт. св.

9 538254, отличающийся тем, что, с целью обеспечения,регулирования чувствительности, датчик снабжен гибкой мембраной, установленной перед акустическим возбудителем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 538254, кл. G 01 L 9/12, 1976

750299

"днах. т.8

, маре се

Щи.2

Ъ

lgiHHIIH Заказ 4621/32 Ð 1019 Подписное

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