Барометр

 

Союз Соввтскнк

Соцналнстнчвскнк

Республик

ОП ИСАНИЙ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ТИЛЬСТВУ iii 866427 (72) Автор изобретения

В. Е. Карпуша

t. с

Ордена Трудового Красного Знамени главкая геофизическая обсерватория нм. А. И. Воейкова. (7!) Заявитель (54) БАРОМЕТР (Р Р 40) (К ) где Рс1 0р ю

Изобретение относится к измерительной

% технике, а точнее — к технике измерения атмосферного или абсолютного давления и может быть использовано, в частности в системе Госкомгидромета для измерения атмосферного давления на сети гидрометеорологических станций.

Известны газовые барометры, в которых препятствием для точных измерений является влияние изменения внешней температуры 713 . тО

Известно устройство, которое содержит измерительную камеру с упругим чувствительным элементом, индикатор положения его подвижного центра, нагреватель

1% и измеритель температуры газа в измерительной камере, отсчетное устройство и силокомпенсатор Г21.

Недостатком этого устройства являеч ся зависимость чувствительности барометЮ ра от эффективных плошадей упругих чувствительных элементов и коэффициента передачи рычажного механизма, к которым приложены усилия чувствительного элемента и силокомпенсатора.

Бель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве внутренние полости измерительной камеры и камеры силокомпенсатора в верхней части соединены между собой трубкой, при этом уровень жидкости в камере силокомпенсатора расположен выше уровня жидкости в измерительной камере на величину начальное значение измеряемого давления; давление столба жидкости в измерительной камере; давление газа в измерительной камере при давлении РаО а8

К6.94

3 8664 где б и 5 — эффективные площади уп( ругих чувствительных элементов камеры силокомпенсатора и измерительной камеры;

0 pa 0 „- соответствующие плечи: рычага силокомпенсатора.

На чертеже схематично изображена конструкция предлагаемого барометра. о

Измерительная газонаполненная «амера 1 герметично соединена с мембраной

2, жесткий центр которой ленточной тягой 3 соединен с рычагом 4, установлен- ным на упругой опоре 5 с центром вращения в точке О. Равновесное положение ры-чага определяется при помощи нуль-индикатора 6. Верхняя часть измерительной камеры расположена в нагревателе 7, температура газа в которой измеряется gp с помощью термометра с выходным преобразователем 8. С рычагом 4 соединен также ленточной тягой жесткий центр мембраны 9 камеры силокомпенсвторв. Полость верхней части измерительной .камеры 10 заполнена газом, а внутренняя полость трубки 11 соединенная с полостью камеры силокомпенсатора, заполнена жидкостью с низким значением упругости насыщенных паров, например вереченным маслом. Этой же жидкостью заполнена полость нижней части измерительной камеры 1, при этом верхний уровень жидкости расположен внутри .нагревателя

7. Полость верхней части измерительной камеры 10 соединена трубкой 12 с верх35 ней честью трубки 11 выше уровня жидкости. Равновесное положение рычага наступает при наличии равенства моментов, развиваемых -мембранами 2 и 9, относительно точки О. Выходной сигнал нуль40 индикатора 6 может быть использован для автоматического управления нагревателем

7 или для визуального определения момента равенства моментов при ручном управлении нагревателем.

Барометр работает следующим образом.

При некоторых начальных значениях атмосферного давления Рс, давления газа внутри измерительной камеры и камеры силокомпенсвторв Ро и температуре

Т 0 соответствующем давлении жидкост

Р „и Р,„. на выходе нуль-индикатора сигнал равен нулю, т.е. в этом случае соблюдается равенство

25 (5) Так как Р„» =Р „+Р,„, то кз выражения (3 ) можно получить и О= ао Р Ки (7)

Следовательно, Р„ можно задать твк

I чтобы обеспечить необходимую чувствите(q) 55 льность барометра при небольшой высоте

I столба жидкости в камере силокомпенсвтора, что и обеспечивается выбором К, не изменяя при этом обшей чувствительности (> <-(Р о „„))Ь„В -- Рцд-Яй+ и)Щ где S — эффективная площадь: мембраны 2;

27 4

8 — эффективная .площадь мембраны 9;

0„и 6у- соответствующие плечи рычага. .Как видно иэ этого выражения, начальное значение измеряемого давления компенсируется давлением газа Р и давлением

4О жидкости в измерительной камере и камере силокомпенсатора. Изменение атмосферного давления вызывает перемещение рычага, при этом на выходе нуль-индикатора появится сигнал об увеличении или уменьшении давления относительно прежнего значения. При изменении атмосферного давления температуру газа в измерительной камере изменяют твк, чтобы снова наступил момент равновесия. Для этого случая можем записать

Ра (" )3 «.=t.Pa ((+ )1 У (a), где Р,„ - текущее значение атмосферноrо давления;

P - давление газа в измерительной камере.

Обозначив = », после некотоЯ

Sw рых преобразован, получим

Р к1+Р -P ао() +» K " о(" ") „(К- P+P„„-P = Р(К- ) (4) откуда, вычитая иэ (4) (3), найдем п,9=-AP

H дР Р 0, тогда т 0 о р ю (6) где pit — изменение температуры газа в камере.

По этому изменейию температуры оггределяют изменение атмосферного давлейия относительно Ро и находят значение

Р,„. Как видно иэ выражения (6), чувствительность прибора не зависит от К. Значение Р4О а предлагаемом устройстве можно выбирать, исходя из требований получения необходимой чувствительности.

5 прибора. Значение и Рж можно получить из выражения (7) -1 " (ао N 0) (8) Или, переходя к разности уровней жидкости в камерах дН, можно получить

Ф дИ (ао-ожи-Р о2(-<>

pqy

Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения, в частности заключается в воэможности создания барометра, пригодного для замены ртутных барометров., применяемых в качестве рабочих средств измерений на сети Госкомгидромета, что приведет в итоге и к исключению вредных условий 20 труда при производстве и эксплуатации барометров.

7 6

Ф ормула изобретения г

Барометр, содержащий частично заполненные жидкостью измерительную и ком» пенсапионную камеры с упругими чувствительными элементами, связанными с нульиндикатором и кинематически между собой, нагреватель и размещенный нщ1 уровнем жидкости измеритель температуры газа в измерительной камере, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем внутренние полости измерительной камеры и камеры силокомпенсатора в верхней части соединены между собой трубкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гончарский Л. А. Газовъ1е барометры. Гидрометеоиздат, 1947, с. 38-46.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке. ¹ 28161 93/18-10, кл. G 01 4 7/12, С 01 f. 11/00, 07.09.79.

ВНИИПИ Заказ 8065/65 Тираж 910 Подписное

Филиал ППП Патент".r.Óæãîðoä,ул.Проектная,4