Датчик отношения давлений

 

Союз Советск их

Социапистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 24.07. 79 (21) 2802627/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.08.81. Бюллетень М 31

Дата опубликования описания 25.08.81 (И)М. Кл.

G 01 1 15/00

F 15 С 3/00! осударстаанный квинтет

СССР но делам нзабретеннй н открытнй (53) УДК 531.787 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. И. Власов и В.Г. Юминов

Казанский ордена Трудового Красного авиационный институт им.А.Н.Тупол (7! ) Заявитель (54 ) ДАТЧИК ОТНОШЕНИЯ ДАВЛЕНИЙ

Изобретение относится к приборостроению и может найти применение в системах управления газотурбинными двигателями (ГТД ), например, в системах регулирования статических режимов ГТД по степени повышения дав5 ления воздуха в компрессоре (П ), по комплексу внутридвигательных и внешних параметров (в этот комплекс обычно входит П ), автоматах разгона, системах управления механизацией компрессора, автоматах противопомпажной защиты, регуляторах форсажных камер сгорания по степени понижения давления в турбине, регуляторах сопел форсажных камер.

Известен пневматический датчик отношения давления, имеющий аналоговый выходной сигнал в форме механи-. ческого перемещения, содержащий проточную и непроточную камеры, разделенные между собой упругой мембраной, Ъ которая соединена со штоком, несущим клапан. Датчик работает по принципу равновесия сил, приложенных к мембране. При изменении любого из делящихся давлений нарушается баланс сил, и мембрана прогибается так, что вследствие изменения проходного сечения клапана давление под мембраной изменяется и баланс сил восстанавливается. Так как при изменившемся отношении давлений клапан со штоком занимает новое положение, то перемещение штока отображает измеряемое отношение давлений 11.

Недостатками этого датчика являются:

1. Высокая требуемая точность изготовления профилированного клапана.

2. Трудность обеспечения достаточного ресурса в связи с воздействием потока газа, содержащего твердые частицы и конденсат на поверхность кла- пана.

3. Влияние вязкости рабочего газа, а значит температуры и давления (высоты полета) на точность датчика, так

857765

15 ущ

40

Необходимость использования эжектора связана с тем, что для монотонного падения давления Иа входе в приемник при изменении расстояния от среза сопла до приемника приходится его выполнять с большим поперечным сечением 1внутренний диаметр больше, либо равен диаметру сопла). В этом случае восстановленное давление в

55 как одним из главных процессов, участвующих в преобразовании информации, является дросселирование газа в клапане.

4. Низкая чувствительность, оцениваемая перемещением на единицу П„, что связано с сильным влиянием перемещения клапана на давление за ним.

5. Отсутствие возможности управления крутизной характеристики с целью получения идентичных характеристик у различных экземпляров датчиков, име-, ющих индивидуальные отклонения геометрии от номинала по технологическим причинам.

Наиболее близким по технической с ности и достигаемому эффекту к предлагаемому является датчик отношения давлений, который содержит сопло питания, вход которого соединен с источником высокого давления, а выходс камерой взаимодействия, соединенной с источником низкого давления, и цилиндрический приемник полного давления с отверстиями у закрытого его торца, расположенный в камере взаимодействия против сопла питания, причем приемник полного давления соединен с поршнем со штоком, перемещающимся в пневмоцилиндре, надпоршневая полость которого соединена с источником высокого давления через редуктор, состоящий из двух жиклеров, а полость под поршнем " с внутренней полостью приемника полного давления

М

Недостатками известного датчика являются:

i. Воздействие твердой фазы и конденсата на входную часть приемника полного давления, расположенного в потоке газа, и, как следствие, подверженность поверхностей эрозии, приводящей к расстройке по мере наработки датчика.

2. Сравнительно большой расход воздуха, который протекает не только через сопло, но и редуктор с эжектором. приемнике осредняется, что дает желаемую монотонную зависимость (давление, замеренное .приемником малого диаметра, при его перемещении относительного сопла может иметь местные подъемы из-за скачков уплотнения в струе однако уровень давления при этом снижается. Редуцированное давление на выходе редуктора в 3-5 раз меньше максимального давления в приемнике и почти в !0 раз меньше давления перед соплом и перед редуктором.

Поэтому на выходном жиклере редуктора, если не создать на нем за счет эжектора разрежение, перепад давлений будет доктрическим, что, в конечном итоге приводит к большим ошибкам измерений.

3., Трудность конструктивной реализации датчика по данной схеме для аппаратов с большой высотностью, так как уровень перестановочных сил невысок, а увеличение площади поршня ухудшает динамические характеристики датчика.

4. Недостаточная чувствительность в области больших значений, измеряемых отношений, начиная с П„=12-15.

Перечисленные недостатки ограничивают область применения известного датчика ..

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в датчик отношения давлений, содержащий сопло, вход которого соединен с источником высокого давления, а выход — с камерой, соединенной с источником низкого давления, введен подвижный зонд индикации внешней границы струи.

При этом, зонд выполнен в виде рычага, центр вращения которого неподвижен относительно сопла, а конец рычага имеет выпуклый профиль в сечении плоскостью, проходящей через ось сопла и центр вращения рычага, . причем выпуклость обращена к соплу датчика, либо в виде штока, перемещающегося прямолинейно в направляющей втулке, установленной неподвижно относительно сопла под углом 28-30 к оси сопла, причем ось втулки пересекает ось сопла в центре критического сечения сопла.

В датчик введена пружина, один конец которой неподвижно закреплен относительно сопла, а другой соединен с зондом.

85776

20

При этом введен усилитель, зонд выполнен полым, снабжен микроприемником давления на выпуклом профиле и соединен с усилителем, который выл полнен мембранным или поршневым, а сечение сопла выполнено квадратным.

В предлагаемом устройстве датчик снабжен профилированным соплом внешнего расширения, а сопло выполнено с косым срезом, зонд выполнен в виде рычага, центр вращения которого неподвижен относительно сопла, а на конце рычага, индицирующим внешнюю границу струи, закреплен термоэлектрический преобразователь, включенный в мостовую схему измерения, при этом за срезом сопла соосно ему закреплено осесимметричное тело и в датчик введено газоотводное устройство, состоящее из последовательно соединенных конфузора,цилиндрической трубы, диффузора и сопла с защитной сеткой.

Введение периферийного подвижного зонда в датчике взамен приемника полного давления, погруженного в струю и перемещаемого с пневмоцилиндром за счет изменения восстановленного давления, коренным образом. меняет способ преобразования информации в датчике на более удобный и перспектив ный с точки зрения реализации в конструкции.

Если в известном датчике существо 35 принципа действия заключается в измерении потерь полного давления в сверхзвуковой нерасчетной струе (потери полного давления и коэффициент восстановления давления, оцениваю- 40 щий их, зависимы от растояния между соплом и приемником, и отношения давлений на сопле) то в предлагаемом датчике - в измерении характерного размера струи, который определяется 4> отнбшением делящихся давлений вне зависимости от их уровня.

На фиг. 1 — 13 показаны варианты выполнения датчика.

Функционирование датчика осущест вляется следующим образом.

Начиная с отношения давления 1,89 яз сопла истекает сверхзвуковая нерасчетная струя, имеющая "бочкообразную" форму, причем характерные размеры первой "бочки" (а также и последующие ) — максимальный диаметр, протяженность и длина, на которой наблюдается максимальный диаметр — од5 6 нозначно связаны с отношением делящихся давлений вне зависимости от их уровня.

Таким образом, первая бочка" струи является .первичным измерительным преобразователем измеряемого отношения

I I l l давлений (вторую и последующие бочки в качестве преобразователей использовать нецелесообразно, так как вследствие нарастания струйного пограничного слоя по длине струи в датчике понижается точность ).

Периферийный подвижной зонд, со" прикасающийся со струей, следит за ее внешней границей, двигаясь по дуге окружности большого диаметра, либо прямолинейно, так, чтобы его точка соприкосновения со струей по соображениям получения максимальной чувствительности находилась либо на

fl II максимальном диаметре первои бочки либо вблизи его.

Таким образом, периферийный под вижный зонд является промежуточным преобразователем информации, и его положение отображает измеряемое отношение давлений. Выходным сигналом датчика является перемещение зонда— сигнал удобный для использования в системах регулирования ГТД любого типа (гидромеханических, пневматических, электрических и комбиниро. ванных ) ..

Периферийные зонды в датчике, могут быть двух типов: аэродинамического или термоэлектрического. В первом типе используются для образования сил, перемещающих зонд, особенности обтекания зонда потоком на внешней границе струи, а во втором типе— для этих же целей используются особенности распределения температур на периферии неизотермической струи.

В свою очередь, аэродинамические зонды различаются прямого и непрямого .действия.

На фиг. 1а представлена. схема датчика отношения давлений прямого действия. Датчик состоит из сопла 1 и периферийного зонда 2 в виде рычага, центр вращения которого неподвижен относительного сопла, а конец, соприкасающийся со струей, имеет выпуклый профиль (например, круговой) в сечении плоскостью, проходящей через ось сопла и параллельной плоскости качания рычага, причем выпуклость обращена к струе, истекающей

85776

15 (фиг. 1Ъ ) . из сопла. На фиг. 1о даны примеры вариантов выпуклых профилей.

При анализе работы датчика на виешней границе сверхзвуковой струи имеется тонкий струйный пограничный слой, в котором скорость газа изменяется от малой величины, близкой к нулю, до сверхзвуковой скорости, близкой к скорости попного изоэнтропического расширения при заданном 10 отношении давлений. В результате вблизи внешней границы струи располагается звуковая поверхность, на которой скорость газа равна скорости звука, т.е. промежуточной величине между дозвуковой скоростью в окружающем пространстве с малым давлением

P и сверхзвуковой скоростью на вше1 ней границе "идеальной струи. Эта звуковая поверхность делит погранслои 20 на две части — дозвуковую и сверхзвуковую. Сверхзвуковая часть пограничного слоя особо тонка, поэтому с достаточной точностью можно отождествлять звуковую поверхность с внешней границей "идеальной струи.

Датчик работает следующим образом.

Если по каким-либо причинам выпуклый профиль зонда окажется погруженным в сверхзвуковую часть погран — ЗО слоя, либо в сверхзвуковую струю, например, при резком возрастании П то перед профилем возникает ударная волна, за которой возрастает статическое давление, повьппенное давление действует на зонд и создает силу, выталкивающую зонд из сверхзву/ ковой струи и сверхзвуковой части погранслоя до тех пор, пока профиль не окажется на звуковой поверхности (фиг. 1В )

Если по каким-либо причинам выпуклый профиль окажется в дозвуковой части погранслоя, например при снижении П1, то вследствие стеснения

45 профилем дозвукового потока местная скорость над профилем возрастает, а статическое давление уменьшается, что . создает силу, присасывающую зонд к струе до тех пор, пока профиль не окажется на звуковой поверхности

Таким образом, аэродинамический зонд отслеживает звуковую поверхность в струйном погранслое на внешней границе струи и тем самым — внешнюю гра; ницу струи. С ростом измеряемого отношения давлений размер "бочки" уве5 8 личивается, и зонд .отклоняется в направле ии против часовой стрелки (фиг. 1Ü, е ). Угол отклонения зонда, отображающий измеряемое отношение давлений, через механическую связь передается на вход в систему регулирования.

На фиг. 2 представлена схема датчика отношения давления прямого действия,состоящего из сопла 1 периферийных зондов 2, прижимающихся к струе пружиной 3 и механически связанных между собой ползуном 4. Благодаря применению нескольких зондов, суммарная перестановочная сила увеличивается, пружина 3 служит для улучшения качества работы датчика при быстрых снижениях П и создает надежный контакт зондов со струей. Необходимость ее постановки связана с тем, что выталкивающая сила всегда значительно больше присасывающей.

Принцип действия датчика по фиг. 2 аналогичен описанному.

На фиг. 3 представлена схема датчика отношения давлений непрямого действия, состоящего из сопла 1, периферийных зондов 2, снабженных каналами и отверстиями для отбора статического давления в месте контакта профиля со струей, механически связанных между собой ползуном 4 и прижимающихся к струе пружиной 3, эластичных трубок 5 для передачи давления от зондов к пневмоцилиндру 6 или мембранному усилителю), шток которого механически связан с зондами через рычаг 7 и ползун 4 так, что его усилие складывается с аэродинамической силой воздействия струи на зонд, Датчик работает следующим образом.

Если измеряемое отношение давлений повышается, размеры "бочки" струи увеличиваются, и зонд (зонды), первоначально находящиеся на звуковой по— верхности в пограничном слое, оказываются погруженными в сверхзвуковой поток. Перед зондом в сверхзвуковом потоке возникает ударная волна, за которой статическое давление превышает меньшее из делящихся давлений—

P . Повьппенное давление за волной действует непосредственно на зонд, выталкивая его из струи, а также пе— редается через отверстия в профиле, полый рычаг зонда, трубки 5 к пневмоцилиндру 6, на поршне которого возникает перепад давлений, вследствие

)О

857765

15 чего поршень движется влево, способствуя выходу зонда из струи. Сила развиваемая .поршнем, и сила воздействия струи на зонд складываются, суммарная сила сжимает пружину до тех пор, пока зонд не выйдет на звуковую поверхность: Так как статическое давление за волной и давление под поршнем равны, то эффект от действия поршня можно трактовать как увеличение эффективного миделя зонда во столько раз, во сколько соотносятся между собой площадь поршня и площадь миделя выпуклого профиля зонда с учетом коэффициента передачи между ходом штока и ходом зонда.

При медленном снижении отношения давлений зонд попадает в дозвуковую часть пограничного слоя, статическое давление между зондом и профилем сни- 20 жается до величины, меньшей, чем

Р1. Под действием изменившегося Перепада давлений поршень движется вправо, освобождая пружину 3. Пружина и разрежение под профилем зонда заставляют зонд двигаться в направлении к струе до тех пор, пока профиль не окажется на звуковой поверхности в пограничном слое.

При резком снижении отношения дав- З0 лений на большую величину, зонд может оказаться в области малых скоростей, где разрежение под профилем станет исчезающе малым, в этом случае движение зонда и связанного с 3s ним ползуна осуществляется только под действием пружины.

При отношении давлений, изменяющихся в пределах 2-40, понижение давления под профилем происходит на 40 небольшую величину (не более 15Х от

Р ). Поэтому различные в скоростях движения зонда в последних двух случаях оказывается несущественным.

Положение подвижных частей (ползу,на и зонда) в датчике (фиг.3 ) свя,зано с расположением звуковой поверхности в погранслое, практически совпадающей с внешней границей струи.

Поэтому положение их отображает измеряемое отношение давлений вне зависимости от абсолютной величины делящихся давлений.

На фиг. 4 представлена схема датчика отношения давлений непрямого действия. состоящего из сопла 1, зондов 2, связанных ползуном 4, пружины 3, пневмоцилиндра 6, рычага 7, трубок 5 и анероида 8, связанного с .пружиной рычагом 9. Анероид 8 при понижении меньшего из давлений Р1 расширяется и ослабляет затяжку пружины. При постоянном отношении давлений П„ и понижающемся Р, снижаются аэродинамические силы, при этом расстройка датчика не происходит.

На фиг. 5 представлена схема датчика отношения давлений непрямого действия, в котором высотная коррекция осуществляется по большему из деМ лящихся давлений P> . Коррекция по

Р равнозначна коррекции по Р„на

Фтом основании, что ход ползуна 4, а следовательно, и изменение затяжки пружины пропорциональны П, -Р /Р

Тогда в каждом фиксированном положении ползуна или П const соблю%

К дается Р2 =const Р4 .

В датчике (фиг.5) коррекция по Р1 осуществляется упругой мембраной 8а, которая через рычаг 9 воздействует на затяжку пружины 3 так, что при постоянном П1, и снижении Р (равнозначном снижению Р„ ) затяжка пружины ослабляется пропорционально снижению аэродинамических сил. Расстройка датчика при этом не происходит.

Коррекция по Р2 также может быть

Ъ4 осуществлена любыми другими преобразователями давления в перемещение. Например, поршнем или сильфоном, нагруженным пружинами. Назначение и действие их аналогично упругой мемб-. ране.

На фиг. 6 представлена схема датчика отношения давлений непрямого действия, в котором в отличие от датчиков по фиг. 4 и 5 переферийные зонды 2 выполнены в виде полых рычагов несущих микроприемники полного давления.

Датчик работает следующим образом.

При повьш ении П микроприемник попадает в поток, где полное давление ыше, чем в микроприемнике и через олый рычаг и соединительные трубки подводится к пневмоцилиндру, поршень которого выводит зонд с микроприемником из струи, сжимая пружину 3 до тех пор, пока затяжка пружины не приз дет в соответствие с полным давлением, воспринимаемым приемником зонда.

При снижении П датчик работает анаК логично. с той лишь разницей, что из-за первоначального положения полного давлейия перед приемником силовой.11 85776 баланс между поршнем пневмоцилиндра и пружиной нарушается так, что пружина перемещает поршень и зонд с микроприемником, вводя его в струю до тех пор, пока затяжка пружины не придет в соответствие с полным давлением, воспринимаемым приемником зонда.

Начальная затяжка и жесткость пружины подбираются так, чтобы зонд с микроприемником полного давления отслеживал внешнюю границу струи, положение которой отображает отношение делящихся давлений вне зависимости от их абсолютной величины.

На фиг. 7 представлена схема взаимодействия струи, истекающей из сопла с квадратным поперечным сечением, с периферийными зондами. При малых

П (фиг.7е), когда зоны располагаются вблизи среза сопла, где поперечное 2О сечение струи еще близко к квадратному, обеспечивается контакт струи с зондами по всей поверхности зондов, способствующий увеличению сил воздействия струи на зонды, что благо- 2s приятно сказывается на точности и ди намике датчика. На этом же режиме струя, истекающая из сопла с круглым поперечным сечением, соприкасается с зондами по меньшей площади. При боль- зо ших значениях П„ зонды располагаются на большом удалении от среза сопла, где струя имеет поперечное сечение, близкое к круглому, в этом случае характеристика датчика с соплом квадратного сечения аналогичны характеристикам датчика с обычным соплом круглого поперечного сечения.

На фиг. 8 представлена схема рас- 4О положения зонда относительно сопла с косым срезом. Вследствие поворота потока s косом срезе перемещение зонда увеличивается, что способствует увеличению чувствительности. Так как угол среза более 60 трудно осуществить по конструктивным соображениям, то угол поворота потока ограничен величиной порядка 10 . По этой причине косой срез улучшает чувствительность датчика только до П„ порядка пяти.

На фиг. 9 представлена схема расположения зонда относительно профилированного сопла внешнего расширения, в котором положение внешней границы струи однозначно связано с измеряемым отношением давлений.

На фиг. 10 представлена схема датчика с термоэлектрическим зондом. Для

5 12 работы датчика необходимо, чтобы газ „ истекающий из сопла был"помечен" .тем- пературой, отличающейся от температуры среды низкого давления. Это требование, как правило, удовлетворяется.

Например, в компрессорах вследствие сжатия температура воздуха на выходе намного превышает температуру в окру жающем пространстве. Так, в компрессорах современных авиационных ГТД температура воздуха на .выходе достигает величины 900 К имеется тенденция к дальнейшему ее повьппению.

Датчик состоит из сопла 1, периферийных зондов 2, несущих термоэлектрические преобразователи (термопары) 10, термоэлектрических преобразователей 11 для измерения температуры среды низкого давления, усилителя 12, устройства 13 электромеханической обратной связи. Преобразователи 10 и

ll включены в электрический мост, напряжение с диагонали которого подается в усилитель 12.

Настройка схемы производится так, что при отсутствии напряжения в диагонали моста устройство электромеханической обратной связи (электромотор, соленоид и т.д.) движет зонды

2 к.струе, а при наличии напряжения— от струи.

Датчик работает следующим образом.

Если по какой-либо причине, например вследствие повышения П преобрак зователи 10 оказываются погруженными в в струю повышенной температуры, то в диагонали моста появляется напряжение, и электромеханическое устройство выводит зонды 2 с преобразователями 10 из струи до тех, пор, пока преобразователи не оказываются вне струи в той части теплового погра-. ничного слоя, где температура мало отличается от температуры окружающей среды. Как только температуры, замеряемые преобразователями 10 и 11, сравниваются, напряжение в диагонали моста исчезает, и устройство обратной связи начнет вводить зонды 2 с преобразователями 10 в струю. В результате зонды 2 будут отслеживать внешнюю границу струи, совершая автоколебания внутри тонкого теплового пограничного слоя. Эти автоколебания в датчике

:(фиг.10) — следствие того, что устройство является замкнутой нелинейной системой, где вторичный преобразова13 857765 14 тель — электрический мост имеет ре.— между активным газом и присасываемый лейную характеристику. газом среды низкого давления в участОднако в технической кибеРнетике ке 15 повыш е давл, я в фф з известны и шиРоко пРименяются методы 16 перед сотном 17 способствует уходу

Управления параметрами автоколебаний- газа через сетку без влияния на дав5 . амплитудой и частотой, когда за счет ление около сопла. правильного выбора частотных харак- На фиг. 13 представлен датчик оттеристик элементов подобной системы ношения давления, состоящий из сопла легко удается снизить амплитуду и по-, 1, полого штока 18, пневмоусилителя высить частоту до таких величин, что 10 с поршнем 19, плунжера 20, камеры 21, их влияние на объект применения (си- - канала 22 подвода большего из делястему регулирования ГТД1 можно пренеб- щихся давлений к камере 21 и пружины речь. В датчике (фиг.10) срабатыва- 23. Выходным сигналом датчика являетние обратной связи происходит при раз- ся перемещение штока 18. балансировке моста, т.е. при зависимос15 Датчик работает следующим образом. ти от уровня этих температур. Уро- Высокое давление действует на товень температур, а также уровень де- рец плунжера малого диаметра 20 и залений влияют на теплообмен между га- ставляет шток с поршнем продвигаться к зом и преобразователями, а значит и к внешней границе струи, но как толька тепловую инерционность их. По этой ко полый шток 18,, выполняющий функцию причине уровень температур и давлений приемника давления, начнет внедрятьбудет влиять на амплитуду и частоту ся в пограничный слой струи, давление автоколебаний. Однако повышение ам- в наподпоршневой полости будет возплитуды автоколебаний и понижение . Растать. Движение штока 18 с поршнем частоты, например, в случае увеличе- 25 19 и плунжером 20 прекратится, когда ния высоты полета, не приведет к уве- наступит равновесие сил от действия личению статической ошибки, если ав- давления на поршень и плунжер, а токолебания симметричны (симметрия также от действия пружины 23. Особенлегко. обеспечивается конструкцией). ностью струйного течения данного типа

На фиг. Ila,8 показаяо струйное о является то, что полное давление на течение при наличии препятствия за внешней границе струи близко к давсоплом. Когда отношение давлений не- лению перед соплом, по этой причине велико, структура струи примерно та- .торец штока 18 не может достичь внешкова, как и при отсутствии пренят- ней границы струи, так как в этом ствия (фиг.11а), при больших отноше- случае иа большую площадь поршня 19 ниях происходит деформация первой будет действовать такое же давление, "бочки" струи с увеличением ее дна- что и на торец плунжера 20. В то же метра (фиг.ll о ), что может быть ис- время в струйном пограничном слое пол пользовано для увеличения крутизны ное давление быстро убывает и уже на характеристики датчика в области 4р звУковой поверхности всего лишь в больших П . Наличие препятствия мо- 2 раза превышает меньшее из делящихся жет привести к возникновению высоко- давлений. Тогда для того, чтобы торец частотных автоколебаний, что может штока 18 отслеживал некоторую поверхотрицательно сказаться на ресурсе ность, заключенную между внешней гра датчика, поэтому он может быть приме- 45 ницей "идеальной" струи и звуковой нен на объектах, где большой ресурс поверхностью, достаточно выдержать не нужен. отношение площади поршня к площади торца плунжера приблизительно равное

На фнг. 12 показано газоотводное отношение максимального значения больустройство для датчика отношения дав 50 шего давления В, удвоенному мини лений, состоящее из конфузора 14> ци" мальному значению меньшего давления линдрического участка 15, диффузора Р4 . Эта поверхность вследствие малой

16 и сопла 17:ñ защитной сеткой. толщины пограничного слоя и, тем боУстройство работает аналогично лее, его сверхзвуковой части, может эжектору в режиме большого коэффи- 55 считаться практически совпадающей с циента эжекции, благодаря чемУ в об . внешней границей "идеальной™ струи. ласти среза сопла давление не отличается от меньшего из делящихся давле- Таким образом, положение зонда 2 ний. Вместе с этим обмен энергией датчика (фиг.13) отображает характер15

857765 ный размер "бочки" сверхзвуковой струи, а значит, и отношение давлений на сопле вне зависимости от уровня давлений.

Формула изобретения

1. Датчик отношения давлений, содержащий сопло, вход которого соединен с истчником высокого давленйя, а выход — с камерой, соединенной с источником низкого давления, о т л и-,lg ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен подвижный зонд индикации внешней границы струи.

2. Датчик по п. 1, о т л и ч а ю- 1 шийся тем, что зонд выполнен в виде рычага, центр вращения которого неподвижен относительно сопла, а конец рычага имеет выпуклый профиль в сечении плоскостью, проходящей че- 20 рез ось сопла и центр вращения рычага, причем выпуклость обращена к соплу датчика °

3. Датчик по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что зонд выполнен в 25 виде штока, размещенного в направляюей втулке, установленной неподвижно относительно сопла под углом 28"

30 к его оси, причем осевая линия направляющей втулки пересекает ось 30 сопла в центре критического сечения

"опла.

4. Датчик по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона датчика, в него введена пружина, один конец которой неподвижно закреплен относительно сопла, а другой соединен с рычагом. ао

5. Датчик по пп.1-4, о т л и ч аю шийся тем, что в него введен усилитель, зонд выполнен полым, снабжен микроприемником давления на выпуклом профиле и соединен с усилителем, который выполнен мембранным, или поршневым. б. Датчик по пп.1-5, о т л и ч аю шийся тем, что в него введен апероид, один конец которого неподвижен относительно сопла, а второй механически связан с концом пружины, противоположным концу, соединенному с рычагом зонда, причем апероид соединен с источником низкого давления.

7. Датчик по пп.1,2,4 и 5, о т— л и ч а ю шийся тем, что в него

1введена упругая мембрана, корпус которой неподвижен относительно сопла, 16 а подвижный центр механически связан с концом пружины, противоположным концу, соединенному с рычагом зонда, причем мембранная полость соединена с источником высокого давления.

8. Датчик по пп.1-4, о т л и— ч а ю шийся тем, что в области малых значений отношения давления, сечение сопла датчика выполнено квадратным.

9 Датчик по пп 1-4, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, датчик снабжен профилированным соплом внешнего расширения.

10. Датчик по пп.1-4, о т л и ч а- ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности в области малых значений отношения давлений, сопло выполнено с косым срезом.

11. Датчик по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что зонд выполнен в виде рычага, центр вращения которого неподвижен относительно сопла, а на конце рычага, индицирующем границу струи, закреплен термоэлектрический преобразователь, включенный в мостовую схему цепи электромеханической обратной связи.

12. Датчик по пп.1 и 8, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью измерения крутизны характеристик в области больших значений отношения давления, за срезом сопла соосно ему закреплено осесимметричное тело.

13. Датчик по пп.l, 8 и 9, о тл и ч а ю шийся тем, что в него введено газоотводное устройство, состоящее из последовательно соединенных конфузора, цилиндрической трубы, диффузора и сопла с защитной сеткой.

14. Датчик по пп. 1,3, 4 и 5, о тл и ч а ю шийся тем, что в него введена камера, жестко закрепленная относительно сопла с расположенным в ней плунжером, связанным с поршнем усилителя, причем полость камеры сообщена с источником высокого давленияе

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Залманзон Л.А. Аэродинамические методы измерения входных параметров автоматических систем. М., "Наука"., .

1973, с. 20-23, рис. 2,le.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 2510397/10, 25.07.77 (прототип) .

857765

Составитель О.Сафонов

Техред М.Табакович Корректор М. Шаривши

Редактор Н.Рогулич

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

Заказ 7227/б8 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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