Устройство для измерения давления

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к U-образным манометрам с оптической регистрацией уровня жидкости, и может быть использовано в вакуумной технике при измерении малых давлений газа. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерений малых давлений. Цель достигается тем, что используется U-образный манометр с измерительным 2 и приемным 1 сосудами, источник 4 когерентного излучения , интерферометр 6 Майкельсона, отражательные зеркала отклоненное 8 и рабочее 9 которого неподвижно закреплены соответственно на дне приемного 1 и измерительного 2 сосудов U-образного манометра. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (L9) (! 1) (si)s G 01 1 11/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

S Р °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4772503/10 (22) 26.10,89 (46) 30.08.91. Бк)л.М 32 (71) Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики МГТУ им. Н.Э.Баумана (72) Г.И.Ганноченко, В.Г.Голубев и Н.А.3адорожный (53) 531.787 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1578538, кл. G 01 1 11/00, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к U — образным манометрам с оптической регистрацией уровня жидкости, может быть использовано в вакуумной технике при измерении малых давлений газа. Цель изобретенияповышение чувствительности и точности измерений малых давлений. Цель достигается тем, что используется U-образный манометр с измерительным 2 и приемным

1 сосудами, источник 4 когерентного излучения, интерферометр 6 Майкельсона, отражательные зеркала отклоненное 8 и

1673899 рабочее 9 которого неподвижно закрепле- измерительного 2 сосудов 0-образного маны соответственно на дне приемного 1 и нометра. 1 ил, Изобретение относится к контрольноизмеригельной технике и предназначено для измерения давления с г1омощью U îáразных жидкостных манометров, Цель изобретения является повышение чувствительности и точности измерения давления.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства, Устройство состоит из U†- образного манометра с приемным сосудом 1 и измерительным сосудом 2, выполненного прозрачной жидкостью с показателем преломления п и соединенного с контролируемым объектом 3, источника 4 когерентного излучения и блока 5 регистрации уровня жидкости, состоящего из интерферометра 6 со светоделительным зеркалом 7, эталонным

8 и рабочим 9 зеркалами, закрепленными на дне приемного 1 и измерительного 2 сосудов соответственно, и дополнительным зеркалом 10 автоколлимационного канала, Счетчик 11 служит для визуальной регистрации смещения интерференционных полос, регистратор 12 — для автоматической обработки результатов измерения и выдачи информации о давлении, Устройство работает следующим образом.

Гаэ в контролируемом объеме действует на жидкость в приемном сосуде 1 U— образного манол1етра. Это приводит к измерению уровня жидкости а приемном сосуде на величину+ х, а в измерительном сосуде на величину - x, Следовательно, происходит изменение оптической разности хода между лучами рабочего канала интерферометра (при отражении от эталонного зеркала 8). Возникающее при этом смещение интерференционных полос регистрируется визуально счетчиков 11 и автоматическим регистратором 12.

Оптическая разность хода лучей Л между рабочим и автоколлимационным каналам интерферометра и величина смещения уровня жидкости х связаны между собой и со смещением интерференционной картины m следующим соотношением:

Л= 2х(п-1)-2(-х)(п-1) = 4х(п-1)= m Л, где m — относительное смещение интерфе10 ренционной полосы;

Л вЂ” длина волны источника света; и-показатель преломления жидкости.

Оптическая разность хода в известном устройстве может быть определена как

15 Л=2х (п-1), Изменение давления P связано с изменением столба жидкости х в U-образном манометре соотношением

P=pgx, 20 где p - плотность жидкости;

g - ускорение силы тяжести.

2о

Тогда Л = — (n — 1) можно оценить чувpg бЛ ствительность устройства d если приз з, нять р = 0,988 10 кг/м; g = 9-81 м/с2, п =

=1,33, — = 2(п — 1)ярд = 6,7 10

-5

dp

30 Чувствительность предлагаемого устройства тогда составляет

4Л 4 -1) 13,4 1О .

dp pg

В предлагаемом и известном устройстве визуально измеряется относительное смещение интерференционной полосы m = 0,1. Автоматический счетчик фиксирует минимальное относительное смещение m = 0,01, При длине волны ис40 точника света il = 0,5 106 м. известное устройство регистрирует минимальное смещение уровня жидкости

x=

mk

= 7,55 10 м, что соот2п — 1 ветствует изменению давления P = 7,4

10 Па.

Предлагаемое устройство регистрирует минимальное смещение уровня жидкости х — = 3,77 10 м, что сооТтЛ -9 ветствует изменению давления P - 3,7

° 10 5 Па.

Анализ чувствительности известного

55 устройства и предлагаемого показывает, что чувствительность последнего в два раза выше, Формула изобретения

Устройство для измерения давления, содержащее 0 — образный манометр с при1673899

Составитель О.Полее

Редактор Ю,Середа Техред М,Моргентал Корректор С,Черни

Заказ 2911 Тираж 335 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 емным и измерительным сосудами, которые заполнены прозрачной жидкостью, источник когерентного излучения и блок регистрации уровня жидкости в сосуде, выг олненный в виде интерферометра со светоделительным, эталонным и рабочим зеркалами, причем рабочее зеркало установлено на дне измерительного сосуда, а светоделительное зеркало расположено перед открытым торцом измерительного сосуда, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, в него введено дополнительное зеркало, оптически связанное с источником излу5 чения и установленное за светоделительным зеркалом параллельно ему перед открытым торцом приемного сосуда манометра, при этом эталонное зеркало интерферометра закреплено на дне при10 емного сосуда.