Способ определения амплитуды пульсаций давления в пульсационной камере и устройство для его реализации

 

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН И

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

>920415 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.07,80 (21) 2956625/18-1О с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.04.82. Бюллетень №

Дата опубликования описания 25.04.8

1)М Клз

G 01 L 27/00

Гасударственный кемнтет

3) УДК 531 .787 (088.8 ) te делам нзееретеннй. н еткрытнй (72) Автор изобретения

О. В, Ивановский (7i) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМП,ЛИТУДЬ1 ПУЛЬСАЦИЙ

ДАВЛЕНИЯ В ПУЛЬСАЦИОННОЙ КАМЕРЕ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО PEA.ЛИЗАЦИИ

1 Изобретение относится к измерению быстропеременного давления и может быть использовано для калибровки амплитуды пульсации давления при динамической градуировке датчиков давления.

Известен поршневой способ измерения амплитуды пульсаций давления и устройство для его осуществления, в которых амплитуда пульсации давления измеряется по визуальному измерению размаха колебания инерциальной системы с неуплотненными поршнями (1) .

Точность измерения амплитуды пульсации давления в этом способе недостаточна вследствие того, что не исключенная систематическая погрешность измерения содержит неопределенные частные систематические погрешности измерения нестабильных величин (объем рабочей камеры, объемная сжимаемость жидкости и поддатливости стенок пульсационной камеры, паразитная вибрация пульсационной камеры).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу, является способ определения амплитуды пульсаций давления в пульсационной камере, содержащей неуплотненный плунжер, путем измерения амплитуды колебаний плунжера и расчет по ней величины амплитуды пульсаций давления (2).

Однако известный способ также не обеспечивает высокой точности измерения.

Цель изобретения — повышение точности калибровки.

Поставленная .цель достигается тем, что при определении амплитуды пульсаций давлений в пульсационной камере, содержащей неуплотненный плунжер, путем измерения амплитуды колебаний плунжера и расчет по ней величины амплитуды пульсаций давления, устанавливают соосно первому идентичный ему по сечению второй плунжер и сжимают их заданным перепадом давлений ь Р, а амплитуду пульсаций давления Р плавно увеличивают и ее величину определяют в момент взаимного смещения плунжеров по выражению

Р Р(1+ тпрр )

2о где m, и m — массы первого и . второго плунжеров.

Устройство для определения амплитуды пульсаций давления содержит корпус с пульсационной камерой и неуплотненным плунжером, содержит электрически изолирован920415

3 ную от корпуса втулку и второй плунжер, образующий с первым электрический контакт, при этом первый плунжер входит внешним торцом в пульсационную камеру, а втулка разделяет корпус на две внутренние полости, первая из которых расположенная в зоне внешнего торца второго плунжера, соединена с источником большего давления газа, а вторая, расположенная в зоне электрического контакта плунжеров, соединена с источником меньшего давления, при этом пульсационная камера через демпфер соединена с первой полостью.

На чертеже представлено устройство для осуществления предложенного способа.

Устройство содержит два соосных, расположенных горизонтально, неуплотненных плунжера 1 и 2 известной массы m, и т2, соответственно, с одинаковой эффективной площадью S. Плунжер 1 установлен в корпусе 3 и электрически соединен с ним гибким проводником 5 со втулкой 6, изолированной от корпуса 3 изоляционным и герметическим слоем 7. Смежные торцы плунжеров образуют электрический контакт. Положение плунжеров 1, и 2 ограничивается внешним упором 8 и торцом стержня 9 арретира, содержащего также эксцентрик 10, рукоятку 11 арретира и ось 12 установленных в пробке 13, герметично запирающей полость 14 корпуса 3. Полость 14 соединена трубопроводом 15 с источником сжатого газа Р,, а также через газожидкостной разделитель 16 и дроссель 17 с пульсационной камерой 18 гидропульсатора (не показан).

Внутренняя полость 19 (зона электрического контакта плунжеров 1 и 2) соединена с источником давления Pz . Втулка 6 электрически соединена через гермоввод 20 с индикатором 21 тока.

В нерабочем состоянии стержень 9 арретира удерживает плунжеры 1 и 2 в неподвижном состоянии.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно в полость 14 подают давление сжатого газа Р, которое передается через газожидкостной разделитель 16 и дроссель 17 в пульсационную камеру 18. В полость 19 подают давление Р2 (пониженное относительно Р, ), после чего поворачивают рукоятку ll арретира с эксцентриком 10 и стержень 9 арретира под действием давления Р, освобождает плунжеры 1 и 2.

В этом состоянии силы статических давлений, действующих на плунжеры 1 и 2, уравновешиваются за счет равенства эффективных площадей плунжеров 1 и 2, причем плунжера 1 и 2 прижимаются смежными торцами друг к другу под действием разности давления 6Р = Р, — Р, образуя нормально-замкнутый электрический контакт.

Плавно увеличивают от нуля амплитуду пульсации давления в пульсационной камере 18. При этом вначале инерциальная система плунжеров 1 и 2 колеблется как единое целое цод действием на плунжер 1 относительно малой пульсации давления. В этом случае перемещения, скорости и ускорения плунжеров 1 и 2 совпадают, однако сила прижатия их смежных торцов периодически изменяется. Сила прижатия плунжеров 1 и 2 может уменьшаться, при непрерывном увеличении амплитуды пульсации давления, до нуля, когда плунжер 1 движется в сторону пульсационной камеры 18, пос О кольку максимальное ускорение плунжера 2 в этом направлении не зависит от амплитуды пульсации давления и плунжер 2 не может перемешаться (согласно второго закона Ньютона) с ускорением большим, чем !

5 )пав

Х = — — —, тогда как максимальное ускоЬР ° S рение плунжера 1 в этом же направлении зависит от амплитуды пульсации давления и достигает значения Х! — !Р LP-2$. При

tTt t плавном увеличении амплитуды пульсации давления. наступает момент, когда ускоре20 ние Х превышает Х и инерциональная система плунжеров перестает колебаться как единое целое. Момент нарушения колебания системы плунжеров 1 и 2, как единого целого определяют по разрыву электрического контакта между ними с помощью индикатора тока 2! и ограничивают дальнейший рост амплитуды пульсации давления, принимая, ограниченную таким образом, амплитуду пульсации давления за калиброванное значение амплитуды, которое определяют по формуле

Р = Р (1+ ), где ЬР=Р,-P2 — разность давлений, прижимающих плунжера друг к другу;

P — внешнее статическое давление

35 йсточника сжатого газа, действующего на плунжер 1, равное среднему давлению пульсации, действующему на плунжер 2;

m> гпд- масса первого и второго плунжеров, соответственно;

P2 - статическое давление действующее на плунжеры I и 2 в зоне их контакта; р - калиброванное значение амплитуды пульсации давления.

45 Различные калиброванные значения амплитуд пульсации подаются пропорциональными значениями разности статических давлений hP.

Таким образом, в уравнение измерения калиброванной амплитуды пульсации давления входят разность статических давлений

hP и масса плунжеров m, и m . Разность давлений ЬР может быть задана с высокой точностью, например, при помощи дифференциального грузопоршневого манометра или

55 чашечного ртутного дифманометра прямыми измерениями. Масса плунжеров 1 и 2 определяется с высокой точностью взвеши-. ванием.

920415

Формула изобретения

Составитель О. Сафонов

Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

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

3а счет того, что в уравнение измерения входят величины, определенные прямыми измерениями с высокой точностью, предложенный способ и устройство для его осуществления могут быть использованы в качестве исходного средства воспроизведения размера единицы давления в режиме пульсирующего давления.

1. Способ определения, амплитуды пуль10 саций давления в пульсационной камере, содержащей неуплотненный плунжер, путем измерения амплитуды колебаний плунжера и расчета по ней величины амплитуды пульсаций давления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности калибровки, устанавливают соосно .первому идентичный ему по сечению второй плунжер и сжимают их заданным перепадом давлений ЬР, а амплитуду пульсаций давления Р„плавно увеличивают и ее величину определяют г0 в момент взаимного смещения плунжеров по выражению 2 где m u m — массы первбго и второго

1 2 плунжеров.

2. Устройство для определения амплитуды пульсаций давления в пульсационной камере, содержащее корпус с пульсационной камерой и неуплотненным плунжером, отличающееся тем, что в него введены электрически изолированная от корпуса втулка и второй плунжер, образующий с первым электрический контакт, при. этом, первый плунжер входит внешним торцом в пульсационную камеру, а втулка разделяет корпус на две внутренние полости, первая из которых, расположенная в зоне внешнего торца второго плунжера, соединена с источником большего давления газа, а вторая, расположенная в зоне электрического контакта плунжеров, соединена с источником меньшего давления, при этом пульсацион-, ная камера через демпфер соединена с первой полостью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Балашов М. Е. Поршневой метод воспроизведения и измерения переменных давлений, М., «Измерительная техника», № 3, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 320740, кл. G 01 L 27/00, 1971 (прототип).