Датчик разности давлений

 

ДАТЧИК РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЙ, содержащий корпус с двумя соединенными трубкой камерами, отделенными от измеряемой средьт мембранами и заполненными двумя несмешивающимися жидкостями , размещенный на трубке преобразователь перемещения поверхности раздела жидкостей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, чувствительности и уменьшения габаритов, в нем трубка и преобразователь размещены в одной из камер, причем трубка выполнена капиллярной из гидрофобного материала .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 01 L 13/02, Р р»

/.

Ф, -. р, 79

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

02. (21) 3711042/24-10 (22) 12. 01. 84 (46) -23.09.85. Бюл. N -35 (72) В.П. Бушланов, В.И. Евдокимов, В.Л. Кенигсберг и А.А. Осветимский (7l) Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения "НИИТеплоприбор" (53) 531.787(088.8) (56) 1. Патент США У 3618390, кл. С 01 L 9/12, опублик. 1971.

2. Патент Великобритании

К- 1572814, кл. G 01 L 13/04, опублик. 1976.

„„SU„„1180712 A (54) (57) ДАТЧИК РАЗНОСТИ АВЛЕНИЙу содержащий корпус с двумя соединенными трубкой камерами, отделенными от измеряемой среды мембранами и заполненными двумя несмешивающимися жидкостями, размещенный на трубке преобразователь перемещения поверхности раздела жидкостей, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, чувствительности и уменьшения габаритов, в нем трубка и преобразователь размещены в одной из камер, причем трубка выполнена .капиллярной из гидрофобного материала.

1180712

Изобретение относится к приборостроению, а именно к измерительным преобразователям давления.

Известен дифференциальный датчик, содержащий корпус с внутренней полостью„ ограниченной двумя разделительными мембранами, заполненной жидким диэлектриком и разделенной упругой мембраной„ имеющей на корпусе под разделительными мембранами по- 10 верхности с профилем, повторяющим профиль разделительных мембран (противоперегрузочные упоры), электроды, одним из которых является упругая мембрана, а два других расположены 15 с зазором по обе стороны этой мембраны по спрофилированных в виде сферы поверхностях твердого диэлектрика, закрепленного на корпусе, и виектриееские гериавыводы (1) .

Недостатком датчика является сложность конструкции. Кроме того, для увеличения его чувствительности необходимо увеличение площади упругой мембраны, выполняющей роль од- 25 його из электродов, что ведет к увеличению ее массы и снижению вибВ роустойчивости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату ,к изобретению является датчик, содержащий корпус с двумя камерами, отделенными от измеряемой среды чувствительными мембранами. Камеры соединены между собой трубкой малого диаметра изаполнены несмешивающимися

35 жидкостями с различной диэлектрической проницаемостью. Поверхность раздела жицкостей находится в средней части трубки.

Под воздействием разности давлений, приложенньгх к мембранам, происходит смещение поверхности раздела жидкостей вдоль трубки. Это перемещение преобразуется в электрический выходной сигнал с помощью преобразователя перемещения жидкости (например, емкостного), размещенного вблизи трубки, В зависимости от свойств жидкостей (магнитной проницаемости, оптической прозрачности и т.п.) в качестве преобразователя перемещения могут быть применены индуктивные, оптические и т.п. преобразователи перемещения, в том числе и с визуальным отсчетом измеряемого параметра f2), Недостатком известного датчика является сравнительно низкие чувстгитель11ость 11ерегp ço÷ное давлен11(. и точность, что обусловлено противоречивыми требованиями к толщине стенки и длине трубки (для увеличения чувствительности и точности толщину стенки необходимо уменьшить, а длину трубки увеличить, что снижает статическую устойчивость трубки к перегрузочному давлению (как к статическому, так и к перепаду давления), Целью изобретения является повышение точности, чувствительности и уменьшение габаритов.

Указанная цель достигается тем, что в датчике разности давлений, содержащем корпус с двумя соединенными трубкой камерами, отделенными от измеряемой среды мембранами и заполненными двумя несмешивающимися жидкостями, размещенный на трубке преобразователь перемещения поверхности раздела жидкостей, трубка и преобразователь размещены в одной из камер, причем трубка выполнена капиллярной из гидрофобного материала.

На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого датчика; .на фиг.2— разрез А-А на фиг.1.

Устройство содержит корпус 1 с двумя камерами 2 и 3, две мембраны

4 и 5, две несмешивающиеся разнородные жидкости 6 и 7, которыми заполнены камеры 2 и 3, и трубка 8. С помощью трубки 8 сообщаются между собой камеры 2 и 3. Преобразователь

6 и 7 перемещения раздела двух жидкостей, выполненный в данном случае в виде емкости из двух обкладок 9 ,и 10 (например, напылением обкладок непосредственно на диэлектрическую трубку 8) с гермовыводами 11, причем граница 12 раздела двух жидкостей .6 и 7 расположена преимущественно в редней части трубки 8. Для емкостого преобразователя перемещения ущественно, чтобы жидкости 6 и 7 имели различную диэлектрическую проницаемость. Такими жидкостями могут быть, например, масло и вода.

Если трубка 8 прямая и некапиллярная, то датчик неустойчив к вибрациям и работоспособен только при положении, в котором трубка 8 вертикальна.

Пря11ая трубка 8 не может быть больше нескольких сантиметров, что препятствует повышению выходного сигнала и точности. Поэтому предпочтительнее выполнить трубку 8 капиллярной в

8071 2

Составитечь А. Соколовский

Редактор Н. Пушненкова Техред N.Пароцай Корректор И. Эрдейи

Заказ 5910/38 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 11 виде спирали (например, плоской) для повышения длины хода границы 12 (а значит точности и выходного сигнала преобразователя 9, 10 и 11/.

Для полного исключения возможности перемешивания жидкостей 6 и 7 при быстрых изменениях измеряемого давления капиллярная трубка 8 должна быть выполнена из материала, несмачиваемого жидкостями 6 и 7 (например, из фторопласта).

Датчик работает следующим образом;

Под воздействием разности давлений (Р1 — P ) мембраны 4 и 5 прогибаются и вытесняют жидкости 6 и 7.

В результате граница 12 раздела смещается вдоль трубки 8. Это приводит к изменению емкости обкладок 9 и 10 преобразователя перемещения границы 2 жидкостей.

Размещение трубки 8 не м жду, а внутри одной из камер, например в камере 3, обеспечивает равенство, давлений внутри и снаружи трубки 8, что позволяет выбирать толщину труб1О ки без, учета рабочего (статического) давления и использовать тонкостенную трубку 8, что, в свою очередь, обеспечивает максимальное приближение преобразователя перемещения к

15 границе раздела упомянутых жидкостей

6 и 7, приводящее к повышению чувствительности чатчика.