Датчик абсолютного давления и способ его изготовления

 

Изобретение может быть использовано для измерения с повышенной точностью абсолютного давления менее 1,0<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">5</SP>Па жидких и газообразных сред. При отсутствии в полости штуцера 2 измеряемого давления сильфон 3 под действием атмосферного давления стремится сжаться, однако перемещения его не происходит, так как он жестко связан через шток 9 с упругим элементом 7, который опирается на поверхность гермоплаты 6. В результате упругий элемент 7 находится в ненагруженном состоянии, что обеспечивает его защиту от перегрузки. Для осуществления такой конструкции при изготовлении вакуумируют полость внутри сильфона и герметично заваривают шток с фланцем. Далее перемещают ограничительный упор, обеспечивая рабочий ход сильфона, соответствующий давлению, равному давлению нижнего предела измерения. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 L 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕ ТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4430439/24-10 (22) 26,05.88 (46) 30,11,89. Бюл. 1(44 (72) А,В,Чугунов, Б,А,Куроедов, В,Н,Марин и В,И.Скопич (53) 531.787(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1137360, кл, G 01 L 9/04, 1983. (54) ДАТЧИК АБСОЛ10ТНОГО ДАВЛЕНИЯ

И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть использовано для измерения с повышенной точностью абсолютного давления менее 1,0 10 Па жидких и газообразных

5 сред. При отсутствии в полости штунера 2 измеряемого давления сильфон 3

2 под действием атмосферного давления стремится сжаться, однако перемещения его не происходит, так как он жестко связан через шток 9 с упругим элементом 7, который опирается на поверхность гермоплаты 6, В результате упругий элемент 7 находится в ненагруженном состоянии, что обеспечивает его защиту от перегрузки. Для осуществления такой конструкции при изготовлении вакуумируют полость внутри сильфона и герметично заваривают шток с фланцем. Далее перемещают ограничительный упор, обеспечивая рабочий ход сильфона, соответствующий давлению, равному давлению нижнего предела измерения. 2 с,п, ф-лы. 3 ил.

3 1525506 4 атм BV где P

P B33 атмосферное давление; — давление верхнего уровня диапазона измерения, Затем ограничительным упором 10 фиксируют прогиб сильфона (фиг,2б).

Вакуумируют полость внутри сильфона и герметично заваривают шток с фланцем. Далее отворачивают ограничительный шнур, обеспечивая рабочий ход сильфона, соответствующий давлению, равному давлению нижнего предела измерения P„> (Р„ 7P„„ :» О) (фиг. 2в), Соединяют выводы гермоплаты 6 с контак45

5с

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, а именно к датчикам служащим для измерения абсолюте

Ч ного давления менее 1,0 ° 10 Па жидких и газообразных сред в автоматических системах управления.

Цель изобретения — повышение точности измерения, расширение эксплуатационных возможностей и уменьшение габаритов.

На фиг.1-3 изображена конструкция датчика абсолютного давления.

Датчик абсолютного давления содержит корпус 1, соединенный со штуцерем !5

2 и сильфоном 3, Внутри сильфона 3 расположена опорная камера 4, ограниченная со стороны подвижного торца фланцем 5, а с другой стороны — гермоплатой 6, на которой жестко закреп- 20 лен упругий элемент 7 с тензорезисторами, причем его жесткий центр 8 контактирует с поверхностью гермоплаты. При этом шток 9 упругого элемента

7 герметично закреплен во фланце 5. 25

Ограничительный упор 10 препятствует растяжению сильфона больше допустимого значения при давлении, меньшем нижнего уровня диапазона измерения.

Способ изготовления датчика абсолютного давления (фиг.2) осуществляется следующим образом, Упругий элемент 7 со штоком 9 жестко закрепляют на гериоплату 6 и на ее контакты замыкают измерительную тензосхему, затем герметично соединяют с сильфоном 3 и крепят в корпусе

1 датчика, Со.стороны подвижного торца сильфона герметично крепят фланец 5, в отверстии которого размещен с40 с воэможностью перемещения шток 9 упругого элемента (фиг,2а), Через отверстие фланца вовнутрь сильфона подают давление, равное тами разъема 11, приваривают штуцер

2, образуя измерительную камеру, 3атем сваривают разъем ll с корпусом 1 (фиг,2г).

Таким образом, в конструкции дат-. чика, изготовленного данным способом, упругий элемент жестко связан с подвижным торцом сильфона, à его жесткий центр при давлении, большем давления Р „,.опирается на поверхность гермоплаты. Поэтому отсутствует прогиб упругого элемента и иапряжений . он не испытывает, что, в свою очередь, позволяет значительно сократить дополнительную погрешность и повысить точность измерения. Расширяются также эксплуатационные возможности, так как датчик может измерять давление как в диапазоне от О до Р „, так и от фиксированного значения Рцjj до

Р, При этом уменьшаются габариты прибора вследствие того, что вся измерительная часть расположена внутри воспринимающего элемента — сильфоиа.

Датчик абсолютного давления работает следующим образом, При отсутствии в приемной полости штупера 2 измеряемого давления (фиг.3а) сильфон 3 под действием атмосферного данления стремится сжаться, Однако перемещения подвижного торца сильфона не происходит, так как он жестко связан через шток 9 с упругим элементом 7, жесткий пентр которого опирается на поверхность гермоплаты 6, в результате чего упругий элемент 7 находится в ненагруженном состоянии, что и обеспечивает его защиту от перегрузки.

При подаче в приемную полость измеряемого давления от РЗ до Рру (фиг.3б) сильфон 3 под действием упругих сил деформации разжимается и дрформирует упругий элемент 7 в пределах рабочего прогиба, С выхода мостовой тензорезисторной схемы через разъем 11 снимается выходной сигнал, При подаче в приемную полость штуцера 2 давления, меньшего чем нижний уровень измерения P„> (фиг.3в), перемещение сильфоиа ограничивается упором 10, Использование предлагаемого способа изготовления позволяет значительно снизить габарИты конструкции датчика и расширить его эксплуатационные воэможности эа счет дополнительной реализации в конструкции прибора проме1525506 ь жуточных диапазонов измерения (т.е, чески соединена с гермовыводами, а диапазонов измерения, начинающихся внутренняя полость сильфона вакууне с нуля, а с какой-то фиксирован" мирована, пой точки).

Формула изобретения

1, Датчик абсолютного давления, содержащий корпус, воспринимающий давле-10 ние чувствительный элемент в виде сильфонл с основанием на одном своем торце, закрепленном герметично в корпусе, и подвижной крьппкой, герметично закрепленной с его другим подвижным торцом, расположенный по оси сильфонл шток, жсстко соед гн» >ныл» с подвижной гр1 шкой H упругой бллкой, которая рлсположегга симметрично оси сильфонл и выполнена одинлкспо утолщепной в периферийной и центральной части, причем в последней выполнено сквозное отверстие, в котором заподлицс установлен конец упомянутого штока> пр|г этом на утоленной средин- 25 ной члстп упругой балки сформирована тензорезистивная схема, а тлкже содерIKalIgIII упор, ограничивающий перемещение спльфона, о т л и ч а ю щ и и с и тем, что, с ггелг о повьппения точности, 3() расширения зксплуатлциогьных нозможностей и уиеньшенпя габлритов, в него введены электрические гермовыводы> которьп закреплены в основании сильфона, упругая бллкл рлзиещена во

35 внутреlllI»II полости сильфона H своей периферийной частью закреплена па его основлгпш> а в подвижгк.й Kpl.IIIIKE. выполнегго гго оси сильфогга сквозное от- > верспие, в котором размещен шток, при 4р этом тензорезистивная схеил злектри2, Способ изготовления датчика.абсолютного давления, включающий закрепление основания и подвижной крышки с сильфоном путем сварки, закрепление основания в корпусе путем свар ки> закрепление одного конца штока в упругой балке, закрепление упругой балки, установку в корпусе с возможностью перемещения и фиксации упора, ограничивающего перемещение сильфо" на, о т л и чающий с я тем, что, с целью повьппения точности изготовления датчика, вначале в основание вмонтируют гермовыводы> затем перед закреплением основания и подвижной крышки с сильфоном, на основании закрепляют упругую балку по ее периферийной части, обеспечивая упор ее центральной части со штоком в основание, соединяют электрически гермовыводы с тепзорезистивной схемой,,а затеи вставляют другой конец штока в отверс THe. подвижной KpbIIIIRH после закрепления подвижной крьппки и основания с сильфонои, а также основания с корпусом, в сильфоне создают давление, равное разности между внешним атмосферным давлением и давлением верхнего уровня диаплзона измерения, фиксируют положение сильфона упором, а затем вакуумируют внутреннюю полость сильфона и одновременно производят герметичное соединение конца штока и подвижной крышки, после чего перемещают упор на величину рабочего хода сильфона.

1525506

Ъ

1 м

Руу Р> ну

pi p

Щг.2 фа P++

Составитель О,Слюсарев 4Ри.3

Редактор И,Касарда Техред А.Кравчук Корректор О.Кравцова

Заказ 7212/35 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101