Устройство для измерения давления

 

Изобретение относится к контрольно измерительной технике, в частности к частотным измерителям давления, и предназначено для измерения абсолютного давления. Сущность изобретения: с целью обеспечения устройства для измерения давления функцией самокалибровки устройство содержит полый тонкостенный цилиндр 1, который помещен в измерительную камеру 7 и приводится в колебание с помощью электромагнитной системы 2 возбуждения и съема колебаний стенки цилиндра, источник 4 опорного давления насыщенных паров, помещенный в термостат 3 и подсоединенный к внутренней полости цилиндра и через байпасный кран 5 к входу дополнительной камеры 6, имеющей газонепроницаемую заслонку, и полости измерительной камеры 7. Самокалибровка устройства осуществляется в процессе его работы путем контроля его градуировочной характеристики с помощью источника 4 опорного давления насыщенных паров какого либо чистого вещества, помещенного в термостат 3, и дополнительной камеры 6 с газонепроницаемой заслонкой. 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения абсолютного давления.

Известно устройство для измерения давления, в котором частота колебаний чувствительного элемента зависит от давления [1] Известно устройство для измерения давления [2] содержащее полый тонкостенный цилиндр, который с помощью специального приспособления (например, на базе электрокатушек, предназначенных для возбуждения резонансных колебаний и съема выходного сигнала) приводится в колебание и воспринимает разность давлений, приложенных к его внешней и внутренней поверхностям. Причем о воспринимаемой цилиндром разности давлений судят по изменению частоты колебаний цилиндра, функция преобразования которой имеет вид f f_o[1 + K_p(P_o P_x)]^1/2, (1) где f частота собственных колебаний цилиндра при Р_о ≠ Р_х; f_o частота собственных колебаний цилиндра при Р_о Р_х; К_р коэффициент чувствительности цилиндра к разности давлений на его поверхности (градуировочный коэффициент); Р_о, Р_х давление на внутреннюю и наружную поверхности цилиндра.

Недостатком известного устройства является отсутствие у него функций самокалибровки.

Цель изобретения заключается в обеспечении устройства для измерения давления функцией самокалибровки.

Это достигается тем, что в процессе работы устройства производится контроль его градуировочной характеристики с помощью введенных в него источника опорного давления насыщенных паров вещества, помещенного в термостат, дополнительной камеры, снабженной газонепроницаемой заслонкой на входе и байпасным краном, при этом источник опорного давления соединен с внутренней полостью цилиндра и через байпасный кран подсоединен ко входу дополнительной камеры и полости измерительной камеры.

Существенным отличием данного устройства является наличие в нем источника опорного давления насыщенных паров и дополнительной камеры с газонепроницаемой заслонкой, обеспечивающих самокалибровку устройства.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит полый тонкостенный цилиндр 1, который приводится в колебания с помощью электромагнитной системы 2 возбуждения и съема колебаний стенки цилиндра, термостат 3, источник опорного давления насыщенных паров 4, байпасный кран 5 и дополнительную камеру 6 с газонепроницаемой заслонкой, подключенную к измерительной камере 7.

Устройство работает следующим образом.

Источник 4 при температуре, задаваемой и поддерживаемой термостатом 3, воспроизводит опорное давление насыщенных паров какого-либо чистого вещества, которое воздействует на внешнюю и внутреннюю поверхности цилиндра при открытом кране 5. С помощью электромагнитной системы 2 цилиндр приводят в колебания и снимают выходной сигнал в виде частоты колебаний цилиндра при давлении Р_о. Заслонка дополнительной камеры 6 при этом находится в положении "а". Затем перекрывают кран 5 и передвигают заслонку в положение "б", чем достигают увеличение объема измерительной камеры 7 на известную величину V_o. Тогда давление в измерительной камере будет равно P_x= (2) где V_x объем измерительной камеры 7; V_o объем резервуара 6.

Определяют частоту колебаний цилиндра при давлении Р_х и с учетом полученных значений f_o и P_x по формуле (1) вычисляют значение градуировочного коэффициента К_р. Далее возвращают в исходное положение "а" заслонку и напускают в измерительную камеру газ, давление которого требуется измерить, добиваясь при этом частоты колебаний цилиндра, равной f_o. Передвигая заслонку дополнительной камеры 6 в положение "б", вновь определяют значение градуировочного коэффициента К_р¹. Если значение К_р¹ отличается от значения К_р более, чем на величину, равную погрешности устройства, то производят коррекцию частоты f_o на величину разности (К_р¹ К_р). Коррекция частоты f_o учитывает различные плотности сред, воздействующих на поверхности цилиндра. В случае, если разность (К_р¹ К_р) находится в пределах погрешности, поправки не вводятся.

Для проверки градуировочной характеристики устройства в измерительной камере создают давление измеряемого газа, при котором частота колебаний цилиндра равна f_o (с учетом коррекции ее). Перемещая заслонку дополнительной камеры 6, например, из положения "а" в положение "б", увеличивают объем измерительной камеры 7 на величину V_o. Затем определяют частоту колебаний цилиндра f и по формуле (1) вычисляют градуировочный коэффициент при данном давлении с учетом формулы (1). Возвращают заслонку в исходное положение, а в измерительной камере создают другое значение давления, вновь определяют градуировочный коэффициент по вышеописанной методике. Цикл по определению коэффициента К_р повторяют нужное количество раз. Полученные в соответствующих точках градуировочной характеристики значения коэффициента К_р сравнивают с паспортными данными и делают вывод о работоспособности устройства.

Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволяет осуществлять самокалибровку измерителей давления, что существенно повышает их надежность и в дальнейшем может исключить необходимость периодической поверки.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ, содержащее полый тонкостенный цилиндр, помещенный в измерительную камеру, и электромагнитную систему возбуждения и съема колебаний стенки цилиндра, отличающееся тем, что оно снабжено источником опорного давления насыщенных паров вещества, помещенным в введенный термостат, дополнительной камерой, снабженной газонепроницаемой заслонкой на входе, и байпасным краном, при этом источник опорного давления соединен с внутренней полостью цилиндра и через байпасный кран подсоединен к входу дополнительной камеры и полости измерительной камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1