Гидроакустический пульсатор для проверки датчиков давления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсних

Социалистических

Республик

<1750301 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. КЛ. (22) Заявлено 0504.78 (21) 2605737/18-10

G О1 L 27/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 230780,Бюллетень ¹ 27

Дата опубликования описания 23,0780 (53) УДК 531. 787 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е.N.Ôåäÿêoâ и В.К.Колтаков (71) Заявитель (54) ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПУЛЬСАТОР ДЛЯ ПРОВЕРКИ

ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике,в частности к устройствам для проверки и градуировки датчиков давления. 5

Известно устройство для динамической тарировки датчиков давления с передачей давления чувствительному элементу датчика через эластичный элемент, герметизирующий рабочую камеру устройства (1) .

Недостаток известного устройства — невысокая точность, динамической тарировки датчиков давления в широком диапазоне частот.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому устройству является гидроакустический пульсатор для проверки датчиков давления, содержащий основание на котором укреплены пьезокерамический преобразователь, рабочая камера с жидкостью, выполненная в виде экспоненциального волновода концентратора, широкий конец которого связан со сферической излучающей мембраной, а узкий соединен со сменными трубчатыми резонаторами, оканчивающимися головкой с испытуемыми датчиками (2) .

Однако этот гидроакустический пульсатор имеет относительно узкий диапазон частот (1000...1500 Гц) и большую неравномерность резонансной амплитудно-частотной характеристики что является следствием -.îãî, что пьезопреобразователь имеет одну резонансную частоту, на которой мощность излучаемых колебаний давления максимальна. На других частотах возбуждения в промежутках между нижней частотой т „ и резонансной частотой т Р и между т и верхней частотой f > известный пульсатор работает только на гармонических составляющих резонансной частоты возбудителя колебаний— пьезопреобразователя,а, следовательно, имеет малые амплитуды пульсирующего давления.

Целью изобретения является повышение точности градуировки за счет расширения диапазона частот колебаний давления и обеспечения равномерности амплитудно-частотной характеристики.

Это достигается тем, что в гидроакустическом пульсаторе для проверки датчиков давления, содержащем основание на котором укреплены пьезокерами750301 ческий преобразователь, рабочая камера с жидкостью и экспоненциальной волновод-конденсатор, широкий конец которого связан со сферической мембраной,а узкий — соединен со сменными трубчатыми резонаторами, оканчивающимися головкой с испытуемыми датчиками, пьезокерамический преобразователь выполнен в виде усеченного конуса, состоящего из набора цилиндрических шайб равной толщины и различного диаметра.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства, первый вариант размещения преобразователя предлагаемого устройства, разрез; на фиг. 2 — второй вариант размещения пьезопреобразователя устройства; на фиг. 3— спектрограмма амплитуд давления ("резонансная" амплитудно-частотная характеристика) предлагаемого устройства; на фиг. 4 — спектрограмма амплитуд давления ("резонансная" амплитудно-частотная характеристика известного устройства).

Устройство содержит крышку 1 (основание), пьеэопреобразователь 2 в виде усеченного конуса с верхним 3 и нижним 4 основаниями набранный .из шайб 5, б, 7 (см. фиг. 1 и 2) цилиндрической формы различного диаметра, которые скреплены между собой по плоскости основания токопроводящим клеем, а по боковой поверхности эпоксидным клеем 8. Цилиндрическая шайба 5 склеена из дисковых пьезоэлементов 9, 10, 11. Цилиндрическая шайба б склеена из дисковых пьезоэлементов 12, 13, 14, а цилиндрическая шайба 7 из пьезоэлементов 15, 16, 17. Каждый пьезоэлемент преобразователя 2 подключен параллельно к электрическим выводам 18, подсоединенным к герметичному штепсельному разъему

19. Пьезопреобразователь 2 своим нижним основанием 4 прижимается сфе рической излучаемой мембраной 20 к крышке 1.

Излучающая мембрана 20 на своей обратной поверхности имеет углубление 21, выполненное соосно с волноводом-концентратором 22, для соосного размещения пьезопреобразователя

2 при сборке устройства.

На фиг. 2 изображен второй вариант закрепления пьезопреобразовате- ля 2 в виде усеченного конуса, нижнее основание 4 которого размещено в угйублении 21 сферической мембраны

20, а верхнее основание 3 — на плоскости крышки 1.

Волновод-концентратор 22 с трубопроводом 23 (см. фиг. 1) устанавливается сверху мембраны 20 и притягивается к крышке 1 болтами. К волноводу-конденсатору 22 присоединяется резонатор 24, оканчивающийся головкой 25 с испытуемым датчиком

26 и образцовым датчиком 27. мерность амплитудно-частотной характеристики.

Кроме того, углубления 21, выполненное на обратной поверхности сферической мембраны 20 соосно с волноводом-концентратором 22, позволит повысить удобство сборки устройства эа счет центрирования пьезопреобразователя 2 относительно мембраны 20 и крышки 1.

Формула изобретения

Гидроакустический пульсатор для проверки датчиков давления, содержащий основание, на котором укрепу лены пьезокерамический преобразов, Устройство работает следующим образом.

После заполнения полости волновода-концентратора 22 и резонатора

24 жидкостью (водой, маслом и т,д.) в полости над мембраной 20 устанавливается статическое давление. Точно такое же давление (путем нагнетания газа, трансформаторного масла или другой диэлектрической жидкости) устанавливается и в полости над мембраной 20 (со стороны пьезопреобразователя 2). Далее через разъем

19 на пьезопреобразователь 2 от задающего генератора подается электрический ток, в результате чего пьезопреобразователь 2 передает колебания мембране, которая в свою очередь вводит столб жидкости над мембраной в режим стоячих вод. Переменное давление воздействует одновременно на

20 испытуемый 26 и образцовый 2 датчики, сравнение показаний которых позволяет градуировать их динамический режим. Поскольку пьезопреобразователь 2 выполнен иэ цилиндрических шайб 5, б, 7 различного диаметра, ° каждая пьезошайба 5, 6,.7 будет иметь свою резонансную частоту.

Причем, резонансная частота цилиндрических пьезошайб 5, б, 7, которые имеют одну и ту же толщину, обратно пропорциональны их диаметру.Таким образом, пьезопреобразователь 2 в виде усеченного конуса име.ет столько резонансных частот, из скольких цилиндрических шайб он состоит. Первый вариант установки пьезопреобраэователя 2 (см.фиг.1) позволит значительно расширить диапазон частот колебаний давления в область нижних частот (см.фиг.3, 40 1н — 1 ), обеспечив при этом

1 вйсокую равномерность "резонансной" амплитудно-частотной характеристики.

Второй вариант установки пьезопреобразователя 2 (см.фиг. 2) позволит значительно расширить диапазон частот колебаний давления в область верхних частот (см.фиг. 3,1„ -fb ), Н2 2 обеспечив при этом высокую равно750301

Уие.2

fq йе

Уие. 4

Составитель О.Сафонов.

Редактор Н.Козлова Техред М.Петко Корректор М.Коста

Эаказ 46?1/32 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тель, рабочая камера с жидкостью и экспоненциальный волновод-концентратор, широкий конец которого связан со сферической излучающей мембраной, а узкий соединен со сменными трубчатыми резонаторами, оканчивающимися головкой с испытуемыми датчиками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности градуировки, пьезокерамический преобразователь выполнен в виде усеченного конуса, состоящего из набора цилиндрических шайб равной толщины и различного диаметра.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 117970, кл. G 01 L 27/00, 1958, 2. Авторское свидетельство СССР

М 191169, кл. G 01 L 27/00, 1965 (прототип).