Манометр сверхвысокого давления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РеспуБлиК. (з1)э 6 01 1 9/04, 9/08

ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР).

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ааееав

° К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4871037/10 (22) 30.10.90, (46) 07.06.93. Бюл. hh 21 (21) Специальное проектно-конструкторское технологическое бюро электровибрационной техники Всесоюзного научно-производственного объединения

"Потенциал" (72) M.Ì. Корсунский (56) Свенсон К Физика высоких давлений .М., 1963., с.367. . Авторское свидетельство СССР

N. 1177694, кл. 6 01 1 9/04, 1983. (54) МАНОМЕТР СВЕРХВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при Ж 1820248 А1

2 измерении высоких давлений ; gent -.:повы- . шение точности и долговечности манометра. Манометр содержи,т к ера мичес к- ий: трубчатый каркас - изолятор.1 со:спиралеобразным каналом 2, пьеэачувствител.ьную спираль 3. например, из сплава:.золотце†хром, монтаж которой в кайале 2:искуйючает искажающие результаты измерениИ давле.-ния, механические, монтажн це ii аперацц-. онные напряжения, и электрическую. схему регистрации электрическйх параметров пьезочувствительной спирали, 8 модификациях манометра каркас-изолятор ймеет сп иралевидный диагностический:Паз; В стенке между спиралеобразным каналам и- цилйндрической поверхностью изолятора; 2 ил.1820248

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении давления в камерах высокого давления.

Целью изобретения является повышение точности измерения давления и долговечности датчика высокого давления при увеличении верхнего предела операционного диапазона температур при измерениях.

На фиг. 1 представлен манометр сверхвысокого давления: на фиг. 2 — модификация манометра.

Датчик высокого давления на основе ..цилиндрического трубчатого изолятора 1 из микролитной керамики из окиси алюминия с добавкой 0,57ь окиси магния со спиралеобразным внутренним каналом 2, изображен на фиг. 1. Спиралевидный канал 2, концы которого выходят в торцы керамического изолятора, формируется с примене- 20 нием литья под давлением керамического шликера с 8 пластификатора в раэборные металлические формы, в которых установлена спираль из оргстекла или линейного термопластичного полимера метилметакрилата. остающаяся в керамической .отливке после разборки литьевой формы. Температура шликера при литье порядка 60 С, давление — 6 атм. Спиралеобразный канал формируется в процессе 30 предварительного обжига для выжигания из отливки пластификдтора и формующей спирали — вкладыша из оргстекла в диапазоне температур до 1300 С. Температура спекания каркаса-изолятора 1800 С. 35

В спиралевидном канале 2 расположена спираль 3, например, из манганиновой проволоки — 53 меди, 49 цинка, 2,75 олова, 2,5 никеля, 1,7 марганца, 0,2 алюминия, или стандартного сплава. — 40

97,9 золота и 2,1 хрома, температурный коэффициент сопротивления которого в ди-„ апазоне темпеоатчо 20 — 100 С порядка 10диаметр проволоки — в пределах

0,15 — 0;2 мм, а барический коэффициент 45 электрического сопротивления — постоянная для двух сплавов.

В каркасе-изоляторе из микролитной керамики с увеличенной прочностью толщина стенок между соседними витками спира- 50 левидного канала 2 и минимальное расстояние между цилиндрической поверх- . ностью изолятора и спиралеобразной полостью может быть уменьшена до 0,8 — 1 мм.

Диаметр спиралевидного канала обеспечи- 55 вает свободную укладку с касанием стенок спиралевидной полости без возникновения дополнительных монтажных и операционных внутренних механических напряжений пьезочувствительной металлической спирали, В испытанных моделях пьезоэлектрических манометров диаметр спирали из отмеченного сплава золото — хром был порядка

2,0-2,5 мм, зазор между соседними витками отмеченной спирали был порядка 2,0 — 2,5 мм.

В модификациях манометра спиральный канал 2 каркаса-изолятора соединен спиральной прорезью (фиг, 2) или пазом с внутренней полостью изолятора. В простых конструкциях манометра спиральный канал соединен диагностической прорезью с внешней поверхностью каркаса-изолятора.

Описанный пьеэочувствительный датчик после присоединения концов проволоки спирали к электровводам обтюратора герметизировался в цилиндрической внутренней полости камеры высокого давления корпуса манометра, соединенного с операционной камерой системы высокого давления, зазор между поверхностями полости корпуса манометра и каркаса-иэолятора— порядка 0.3-0,4 мм. Диаметр внутренней полости термостатируемого корпуса манометра был порядка 20 мм, при увеличении диаметра полости корпуса трубчатый каркас-изолятор может быть без отмеченного паза между спиралс идным каналом и внутренней цилиндрической полостью, Сопротивление спирали пьезоэлектрического датчика порядка 200 Ом, Пьезочувствительная спираль включена в стандартную электрическую схему, например, четырехплечего моста, раскомпенсация которого при изменении сопротивления отмеченной спирали датчика давления регистрируется при измерениях самописцем или компенсационной схемой. Точность измерения давления манометром со спиралью из сплава золото — хром порядка 0,2, калибровка датчика проводилась метрологической лабораторией с применением поршневого манометра. обеспечивающего . точность градуировки порядка 0,05 .

Измерения давления проводятся в системе сверхвысокого давлении. которая заполняется инертным газом. При сжатии газа изменяется электрическое сопротивление пьезочувствительной спирали датчика, уменьшение которого в соответствии с градуировкой обеспечивает измерение давления. Линейность зависимости электрического сопротивления датчика от давления проверялась в контрольных экспериментах с использованием различных сред, етом числе аргона до давлений порядка 5500-6000 атм, для создания и передачи давления используются и жидкости.

Ряд увеличивающих точность измерений давления преимуществ манометра со спиральным каналом в изоляторе связан с

1820248

ДЬЕМ Z

Составитель М. Корсунский

Техред М.Моргентал . Корректор M. Керецман

Редактор

Заказ 2024 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 исключением искажений результатов, возникающих в системах детекторов на основе катушек из проволоки с касающимися витками из-за старения и разрушения изоляции, уменьшающего долговечность датчика, или покрытий на металлической проволоке при длительности эксплуатации, особенно сильных в камерах высокого давления. заполненных.сжатым газом.

Дополнительные преимущества датчиков давления со спиральным каналом по сравнению с отмеченными альтернативными системами с касающимися витками связаны с исключением монтажных механических напряжений и операционных неоднородных напряжений, которые должны возникать в большинстве известных систем пьезоэлектрических манометров, атом числе на основе катушек с касающимися витками, которые отмечены в начале описания: и эти напряжения уменьшают точность измерений давления.

В манометрах с изоляторами с внутренними спиральными каналами возможно использование проволоки спирали без изоляции, что позволяет расширить диапазон операционных температур по сравнению с альтернативными детекторами с проволокой, требующей изоляции.

В манометрах со спиральным. каналом сведен к минимуму абразивный износ проволоки или изоляции, который не исключен в альтернативных системах на основе катушек с касающимися витками.

Преимущества манометра с изолятором со спиральным каналом по сравнению с другими аналогичными детектирующими системами или отмеченными альтернатив3 и ными датчиками давления связаны с исключением вероятности замыкания витков спирали при деформациях и предотвращением замыкания витков спирали в случае касания

5 с корпусом манометра при больших деформациях спирали.

Изобретение не ограничивается рассмотренными модификациями манометра сверхвысокого давления.

Формула изобретения

1. Манометр сверхвысокого давления, содержащий корпус, выполненный иэ изоляционного материала, и пьеэочувствитель15 ную спираль с токовыводами на концах, о т. л ич а ющ и йс я тем, что, с цельюувеличения точности и долговечности, в нем корпус выполнен в виде цилиндра со сквозным осевым отверстием, в стенках которого выпол20 нен спиралевидный канал, каждый конец которого расположен на соответствующем торце цилиндра, причем пьезочувствитель-. ная спираль размещена в спиралевидном канале, в каждый токовывод расположен в

25 соответствующем отверстии торца корпуса.

2. Манометрпо п.1, отл ича ющийс я тем, что в стенке корпуса выполнена спиралевидная прорезь, соединяющая осевое отверстие со спиралевидным каналом.

30 3. Манометр.по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем. что в нем на внешней цилиндрической поверхности выполнена прорезь для сообщения канала с измеряемой средой.

4. Манометр поп,1, отл ича ющий35 с я тем, что в нем корпус выполнен иэ микролитной керамики из окиси алюминия с добавкой окиси магния.