Способ изготовления датчиков высокого давления

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения. - расширение диапазона измерения динамических давлений. После изготовления упругого чувствительного элемента в виде стрежня из металла производят пластическую деформацию его на участке от торца, воспринимающего давление, до места закрепления тензорезисторов, равном 15-20 диаметрам стержня. Деформация происходит за счет многократного действия на воспринимающий торец осевых импульсных давлений, величина которых превышает предел пропорциональности материала стержня, с последующим закреплением тензорезисторов на его боковой поверхности путем наклейки . 1 ил. i Л

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

42 А1 (19) (11) (5D 4 G 01 L 9 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К RSTGPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ б

I : ic

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbIT (21) 3823019/31-10 (22) 10.12.84 (46) 07,01.88. Бюл. If 1 (71) Харьковский авиационный институт им. Н.E. Фуковского (72) В.К. Ворисевич, С.Д. Муравьев, В.E. Панченко и А.У. Соломяный (53) 531.287(088.8) (56) Андреева Л.E. Упругие элементы приборов. М., 1962, с. 13.

Yamada T., Kani К., ТвЬо Е. Bulge-forming of à thin cylindrical

tube by impulsive hidraulfc pressure.

"Proc. Int. Conf, Prod. Eng. Tokyo, 1974". р. 1, Tokyo, 1974, 274-279. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДАТЧИКОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения — расширение диапазона измерения динамических давлений. После изготовления упругого чувствительного элемента в виде стрежня из металла производят пластическую деформацию его на участке от торца, воспринимающего давление, до места закрепления тензореэисторов, равном

15-20 диаметрам стержня. Деформация происходит за счет многократного действия на воспринимающий торец осевых импульсных давлений, величина которых превышает предел пропорциональности материала стержня, с последующим закреплением тензореэисторов на его боковой поверхности путем наклейки. 1 ил.!

364923

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при изготовлении датчиков для измерения высокоамплитудных импульсных давлений.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения динамических давлений.

На чертеже представлена диаграмма 10

4- (напряжение-деформация) материала стержня.

Способ изготовления датчиков высокого давления заключается в том, что после изготовления упругого чувствительного элемента в виде стержня иэ металлического материала пластически деформируют его на участке от торца, воспринимающего давление до места закрепления тенэорезисторов, равном как правило 15-20 диаметрам стержня, путем многократного действия на воспринимающий торец осевых импульсных давлений, величина которых превышает предел пропорциональности материала

25 торцу стержня и т.д.

При приложении к торцу стержня импульсного осевого давления по нему 40 распространяется со скоростью звука волна упругой деформации, вслед за которой с меньшей скоростью движется пластическая волна. Интенсивность последней падает по мере ее продвиже- 45 ния вдоль стержня. Поэтому нагружения повторяют несколько раз, пока зона пластической деформации не охватит указанный участок стержня.

Следует отметить, что по участку стержня, уже подверженному пластической деформации, интенсивность напряжений 0 при последующем нагружении с интенсивностью напряжений, равной либо меньшей б;, волна давления будет проходить как упругая.

Суммарная энергия Л, которую необходимо затратить для пластической

55 стержня, с последующим закреплением тензорезисторов на его боковой по1 верхности, например путем наклейки.

Для создания осевых импульсных давлений используется например подрыв в воде бризантного взрывчатого вещества вблизи воспринимающего торца стержня либо удар быстролетящего тела по поверхности жидкости, являющейся в данных случаях передающей сре- 35 дой, либо непосредственный удар быстролетящего тела по воспринимающему деформации участка стержня, определяется выражением

А = I 6()dE, (I/) где 0 — интенсивность напряжений; интенсивность деформаций;

V - объем участка стержня.

Тогда необходимое число нагружений стержня равно

А и=—

» где А» — работа, затрачиваемая на деформацию стержня эа одно нагружение.

Таким образом, если изготавливаемый датчик предполагается испольэовать для измерения давления Р»» р» (биьи ), большего, чем предел пропорциональности бп материала стержня, то участок стержня от воспринимающего торца до места закрепления тензорезисторов должен быть подвержен пластической деформации с интенсивностью напряжений 6<»», не меньшей чем 6« .

Снятие напряжений будет происходить по наклонной прямой, соответствующей модулю упругости материала стержня.

Последующие нагружения стержня будут происходить по этой же прямой до точки В, соответствующей 6»»». После создания и снятия напряжений О т на укаэанном участке последний будет несколько утолщен, поэтому его диаметр либо возвращается к исходному механической обработкой, либо принимается в качестве расчетного в дальнейшем. Затем на боковую поверхность стержня наклеивают диаметрально-противоположно по меньшей мере два тенэореэистора и соединяют их последовательно для компенсации иэгибных напряжений. После окончания процесса склеивания датчик уже можно использовать для измерения давления.

Однако прн каждом новом нагружении зона пластической деформации будет распространяться вдоль стержня, и при охвате всей длины последнего от его свободного торца отразится волна разрежения интенсивностью 6»» м, которая вследствие гистерезисного явления может вывести датчик из строя, т.е. ликвидировать эффект, достигнутый предварительными нагружениями перед наклейкой.

Для исключения этого явления на свободном торце стержня можно установить узел рассеивания (демпфер), 1364923

Формула изобретения

Составитель М. Жуков

Редактор В. Данко Техред М. Ходанич

Корректор В. Бутяга

Заказ 6587/34 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 представляющий собой например сосуд со связующей средой.

Поскольку акустическое сопротивление связующей среды близко к акустическому сопротивлению материала стержня, то волна давления пройдет беэ помех границу стержень — связующая среда и рассеивается в последней.

Пример. Выполнение датчика для давления 600 МПа.

Для стержня диаметром 10 мм из материала 30Г предел прочности б,у равен 550 МПа, а следовательно, предел пропорциональности бпи, значительно меньше. Торец стержня помещают в камеру гидродинамической пресс-пушки

ПЦ-2 и нагружают его давлением

800 МПа. После семи гидроударных нагружений зона пластической деформации интенсивностью напряжений 600МПа распространяется на 163 мм. Этот участок стержня шлифуют и на расстоянии 160 мм от торца приклеивают диаметрально-противоположно два тензорезистора 2ФКПА — 1-50 ГВ, например с помощью лака ВЛ-931. После полимеризации лака на другой торец стержня устанавливают узел рассеивания, выполненный в виде подогреваемой емкости с расплавом церебента.

Предложенный способ позволяет сохранить линейность зависимости напряжение — деформация за пределом пропорциональности исходного материала и позволяет увеличить предельную величину регистрируемого давле1р ния в 1,2-2 5 раза.

Способ изготовления датчиков высокого давления, включающий из готовление упругого чувствительного элемента в виде стержня цилиндрической формы из металлического материала и последующее закрепление тенэорезисторов на его боковой поверхности, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых давлений, перед закреплением тензореэисторов стержень пластически деформи2В руют на участке, равном 15-20 диаметрам от торца, подвергая его многократному действию осевых импульсных давлений, величина которых превышает предел пропорциональности материала

З0 стержня.