Устройство для измерения низких давлений

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения низких давлений в диапазоне (2.0...1Х )133 Па в барокамере. Цель изобретения - повышение точности измерения сверхнизкого давления газовой среды барокамеры. Цель достигается тем, что устройство содержит вакуумвод, выполненный в виде трубопровода , состоящего из трех последовательно соединенных камер, отделенных друг от друга сменными диафрагмами , имеющими калиброванные отверстия, при этом первая камера вакуумвода сообщена с атмосферой через защитный фильтр, герметически закрыта регулируемым вентилем и соединена с образцовым вакуумметром , третья камера герметично подключена к барокамере, в которой измеряется давление , и соединена гермотрубкой со штуцером статического давления датчика перепада, а вторая камера вакуумвода заключена между первой и третьей камерами, сообщается с ними через диафрагмы различного сечения и соединена гермотрубкой со штуцером динамического давления датчика перепада давления, подключенного к стабилизатору напряжения, соединенному с источником питания. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 1 21/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841052/10 (22) 09.07.90 (46) 30.11.92. Бюл. М 44 (72) А.М.Литвинов и В.Д. Кувшинский (56) 1.Дж. Лекк. Измерение давления в вакуумных системах. M., 1966, с.42-76.

2. Авторское свидетельство СССР

М 436253, кл. G 01 L 27/00, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НИЗКИХ ДАВЛЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для, измерения низких давлений в диапазоне (2,0...1Х к10 )x133 Па в барокамере. Цель изобретения — повышение точности измерения сверхнизкого давления газовой среды барокамеры, Цель достигается тем. что устройство содержит вакуумвод, выполненный в виде трубопровода, состоя щего иэ трех

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к вакуумметрам, и может быть использовано при измерении низких давлений в вакуумных системах в диапаэонеиэмерения(2,0-1 10 )133 Па, например в барокамере, Известны устройства для измерения низких давлений, например теплоэлектрические манометры (1). К их недостаткам следует отнести зависимость показаний манометров от изменения температуры внешней среды.

Близким к предлагаемому устройству для измерения низких давлений (прототипом) является устройство, содержащее систему камер. датчик давления, Соединенный со стабилизированным источником питания, и образцовый вакуумметр (2), НедоБЫ 1778583 Al последовательно соединенных камер, отделенных друг от друга сменными диафрагмами, имеющими калиброванные отверстия, при этом первая камера вакуумвода сообщена с атмосферой через защитный фильтр, герметически закрыта регулируемым вентилем и соединена с образцовым вакуумметром, третья камера герметично подключена к барокамере, в которой измеряется давление, и соединена гермотрубкой со штуцером статического давления датчика перепада, а вторая камера вакуумвода заключена между первой и третьей камерами, сообщается с ними через диафрагмы различного сечения и соединена гермотрубкой со штуцером динамического давления датчика перепада давления, подключенного к стабилизатору напряжения, соединенному с источником питания. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. статком его является сравнительно низкая точность измерения давления.

Цель изобретения — повышение точности игмерения низких давлений, что позволит при использовании устройства в барокамерах улучшить их эксплуатационные показатели при испытаниях высотного оборудования летательных аппаратов.

Цель достигается тем, что устройство . снабжено измерительным вакуумводом, выполненным в виде последовательно соединенных первой, второй и третьей камер. при этом первая камера сообщена через последовательно включенные фильтр и вентиль с атмосферой, третья камера снабжена вход ным патрубком для подключения к источнику измеряемого давления, а между первой и второй камерами, второй и третьей камерами установлены соответственно первая и

1778583

1 перепада давлений соединен с индикатором 17 и регистратором 18. Образцовый ма- 50 нометрический вакуумметр 4 соединен

55 вторая калиброванные диафрагмы, причем образцовый манометрический вакуумметр соединен с двухходовым пневмоперекл ючателем, первый вход которого соединен с первой камерой, а второй — со второй, датчик перепада давления соединен своим первым входом со второй камерой, а вторым входом — с третьей камерой, при этом площади поперечных сечений F1 и F2 первой и второй калиброванных диафрагм выбраны по соотношению

Р2 PA 1 РБ где Рд — давление в первой камере, РБ — давление во второй камере, при этом вентиль выполнен регулируемым, Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена функциональная схема устройства для измерения вакуума, Устройство содержит датчик 1 перепада давлений, который подключен к стабилизатору 2 напряжения, соединенному с источником 3 электропитания, образцовый манометрический вакуумметр 4, вакуумвод

5, выполненный в виде трубопровода, состоящего из трех последовательно соединенных камер 6-8, отделенных друг от друга шайбами-диафрагмами 9, имеющими калиброванные для требуемого диапазона измерения отверстия, при этом первая камера

6 вакуумвода 5 сообщена с атмосферой через защитный фильтр 10, герметически закрыта вентилем 11 и соединена с образцовым манометрическим вакуумметром 4, третья камера 8 вакуумвода 5 герметично подключена к барокамере 12 высокого вакуума, в которой измеряЪтся давление, и соединена гермотрубкой 13 со штуцером 14 статического давления датчика 1 перепада давлений, а вторая камера 7 вакуумвода 5 заключена между первой 6 и третьей 8 камерами, сообщается с ними через шайбыдиафрагмы 9 различного сечения и соединена гермотрубкой 13 со штуцером 15 динамического давления датчика 1 перепада давлений. Кроме того, вентиль 11 имеет ручной механизм 16 регулирования начального давления в первой камере 6, а датчик через тумблер 19 с первой, второй камерами 6,7.

Измерение сверхнизких давлений (вакуума) осуществляется следующим образом. Задаем диапазон измерения давления. равный (2-1 10 )х133 Па. Затем в соответствии с измеряемым диапазоном выбираем датчик 1 перепада давлений, Перед началом

40 измерения вакуума в барокамере 12 определяется калибр-площадь F2 поперечного сечения второй шайбы-диафрагмы 9, устанавливаемой между второй 7 и третьей

8 камерами, в соответствии с выражением

Рд F1

РБ где F> — известная, заранее выбранная, исходя иэ требуемого диапазона измерения, площадь поперечного сечения отверстия первой диафрагмы 9, установленной между первой 6 и второй 7 камерами;

Рд — давление в первой камере 6;

РБ — давление во второй камере 7, Шайбы-диафрагмы 9 выбранного калибра, первая и вторая 9. устанавливаются в ка-. меры 6, 7 вакуумвода 5, тем самым требуемый диапазон измерения низкого давления подобран. Для того, чтобы калиброванные шайбы

9 не загрязнялись, после вентиля 11 в первой

6 камере устанавливается фильтр 10 очистки.

Затем для выполнения измерений давления в барокамере 12 с помощью ручного механизма 16 вентиля 11 в первой камере 6 устанавливается стабильное давление, контролируемое по образцовому манометрическому вакуумметру 4 (тумблер 19 в левом положении). При этом во второй камере

7 устанавливается постоянное, исходное давление, Газовая струя с критической скоростью по всему тракту вакуумвода 5 обеспечивается установкой расходных шайб-диафрагм 9 с калиброванными отверстиями, заданной величиной опорного давления в первой камере 6 и исходного давления в камере 7. Отсечка диапазона измерения вакуума (2-1 10 )х133 Па осу-2 ществляется за счет разгона газовой струи до критической скорости, что приводит к тому, что в вакуумводе 5 устанавливается постоянный расход газа, а во второй камере 7 — постоянное давление. которое контролируется с помощью вакуумметра 4 при нахождении тумблера 19 в правом положении, В результате этого установленное во второй камере 7 давление выбранной величины подается по гермотрубке 13 на динамику датчика 1 перепада давлений, а давление в третьей 8 камере, где устанавливается давление, равное давлению в барокамере 12, фиксируется статикой датчика 1 перепада. Включив источник электропитания 3 датчика 1 перепада давлений, производим непрерывное слежение за величиной измеряемого давления (вакуума), отсчет и запись его показаний соответственно на индикаторе 17 и регистраторе 18.

Итак. по изменению перепада давления в камерах 7 и 8 определяем величину дзвле1778583

F2/Р1 = РА/РБ, где РА — давление в.первой камере:

Рь — давление во второй камере.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем. что, с целью повышения точности измерения путем обеспечения критического течения газа во второй камере, в нем вентиль выполнен регулируемым.

Составитель О.Полев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И.Муска

Редактор

Заказ 4185 Тираж 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 ния в барокамере 12 высокого вакуума.

Дальнейшее уменьшение давления в барокамере (после второй калиброванной диафрагмы 9) уже практически не сказывается на изменение расхода газа, а, следователь- 5 но, на давлении во второй 7 камере. Это дает возможность фиксировать с помощью датчика 1 перепада давлений изменение давления между второй 7 камерой и барокамерой 12 (объектом измерения) практиче- 10 ски по линейному закону. что значительно повышает точность измерения, Устройство для измерения вакуума может быть применено для измерения и регистрации сверхнизких давлений газовой смеси 15 барокамер при испытаниях систем жизнеобеспечения экипажей транспортных средств, причем независимо от изменения температуры окружающей среды и со значительно меньшей погрешностью измерения. 20

Формула изобретения

1. Устройство для измерения низких давлений, содержащее датчик перепада давления, соединенный со стабилизированным источником питания, и образцовый маномет- 25 рический вакуумметр, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено измерительным вакуумводом. выполненным в виде последовательно соединенных первои, второй и третьей камер. при этом первая камера сообщена через последовательно включенные фильтр и вентиль с атмосферой, третья камера снабжена входным патрубком для подключения к источнику измеряемого давления, а между первой и второй камерами и второй и третьей камерами установлены соответственно первая и вторая калибровочные диафрагмы, причем образцовый манометрический вакуумметр соединен с двухходовым пневмопереключателем, первый вход которого соединен с первой камерой, а второй — со второй. датчик перепада давления соединен первым входом с второй камерой, а вторым входом — с третьей камерой, при этом площади поперечных сечений

F1 и F2 первой и второй калиброванных диафрагм выбраны по соотношению