Способ настройки датчика давления и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к датчикам разности давлений и способам их настройки. Способ настройки датчика давления включает заполнение жидкостью внутренних полостей датчика. Контроль заполнения осуществляется по изменению выходного сигнала датчика. Новым в способе является то, что защитные мембраны датчика нагружают давлением, равным предельному рабочему избыточному давлению датчика. Во внутренние полости датчика с помощью вытеснителей подают рабочую жидкость, давление которой изменяют до получения требуемого сигнала датчика. Защитные мембраны датчика нагружают сжатым воздухом через краны и трубопроводы. Разгрузка защитных мембран осуществляется соединением полостей с атмосферой. Устройство для настройки датчика состоит из резервуара с полостью для рабочей жидкости, вакуумного насоса, трубопроводов, связывающих резервуар с датчиком давления. Вакуумная магистраль соединена с атмосферой через кран. Резервуар установлен на стойке с возможностью наклона. При вертикальном расположении резервуара рабочая жидкость находится в его полости ниже уровня перекрываемых отверстий каналов, соединенных с датчиком давления. При наклоне резервуара через каналы с помощью вытеснителей оказывается воздействие рабочей жидкостью на датчик с целью получения требуемого выходного сигнала. Изобретение позволяет повысить точность настройки датчика разности давлений. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Заявляемое изобретение относится к измерительной технике, а именно к датчикам разности давлений и способам их настройки.

Известен способ заполнения жидкостью датчика разности давлений, включающий заполнение полостей измерительных блоков с последующей герметизацией [1].

Известна установка для заполнения измерительных манометрических узлов разделительной средой [2].

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ настройки датчика разности давлений, заключающийся в заполнении внутренних полостей упругих чувствительных элементов с последующей их герметизацией. Заполнение (наддув) происходит нерасчетным количеством рабочей жидкости через капилляры. В процессе наддува производится контроль высоты купола защитной мембраны по значениям электрических емкостей [3).

Известное устройство для заполнения внутренних полостей манометрических приборов, выбранное в качестве прототипа, содержит сосуд с рабочей жидкостью, вакуумный насос, трубопроводы, связывающие сосуд с заполняемым прибором, и кран, соединяющий вакуумную магистраль с атмосферой [4].

Недостаток известных способа и устройства заключается в том, что они не обеспечивают высокого качества настройки. Это объясняется тем, что оценка результата настройки производится посредством измерительной цепи средства измерений, содержащей большое число преобразовательных элементов.

Цель изобретения состоит в повышении точности настройки за счет использования метода измерений с меньшей погрешностью.

Поставленная цель достигается тем, что в способе настройки датчика давления на защитные мембраны датчика подают воздух под давлением, равным предельному рабочему избыточному давлению датчика. После чего во внутренние полости датчика подают давление, изменяют его значение до получения требуемого сигнала датчика. Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве резервуар установлен на стойке с возможностью вращения. Внутренние полости резервуара и датчика соединены трубопроводами. В резервуаре выполнена полость для рабочей жидкости, уровень жидкости расположен ниже перекрываемых отверстий каналов, при этом каналы соединены с вытеснителями. Защитные мембраны датчика нагружают давлением через краны и трубопроводы, разгружают через перекрываемые отверстия для связи с атмосферой.

Сравнение заявляемых технических решений с прототипами позволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемые изобретения от прототипов, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Осуществление заявляемого способа поясняется с помощью устройства, схематично изображенного на чертеже, где на фиг.1 показан общий вид устройства, на фиг. 2 показано сечение устройства.

Предлагаемый способ настройки датчика давления выполняется в следующей последовательности.

Внутренние полости датчика 1 через трубопроводы 2, 3, 4 и краны 5, 6, 7 соединяют с резервуаром 8 и вакуумным насосом 9, через кран 10 - с атмосферой. Рабочую жидкость предварительно заливают в полость резервуара 8 не выше уровня отверстий каналов Г и Д. Полости Б и В фланцев 11 и 12 соединяют с источником сжатого воздуха через краны 13, 14 и трубопроводы 15, 16, 17, с атмосферой через пробки 18 и 19.

Краны 10, 13, 14 закрывают; краны 5, 6, 7 и пробки 18, 19 открывают; маховики вытеснителей 20, 21 выворачивают.

Включают вакуумный насос 9 и вакуумируют систему. Наклоняют резервуар 8, располагают перекрываемые отверстия каналов Г и Д под уровнем рабочей жидкости. Кран 5 закрывают. Выключают насос 9. Кран 10 открывают, связывают отвакуумированную систему с атмосферой, при этом заполняют внутренние полости резервуара 8 и датчика 1. Краны 6 и 7 закрывают, закрывают пробку 18, открывают кран 13. В полость Б подают воздух под давлением, равным предельному значению давления рабочей среды, ограничивают ход защитной мембраны 27 датчика 1.

Вращением маховика вытеснителя 20 изменяют давление рабочей жидкости в полости Е датчика 1 и регистрируют значение выходного сигнала емкостного преобразователя датчика 1. При выполнении требуемого параметра капилляр 22 герметизируют.

Кран 6 открывают, кран 13 закрывают, пробку 18 открывают, сообщая полость Б с атмосферой. Пробку 19 закрывают, кран 14 открывают, в полость В подают воздух под давлением. Вращением маховика вытеснителя 21 добиваются выполнения требуемого параметра датчика 1. Капилляр 23 герметизируют. Кран 7 открывают, кран 14 закрывают, пробку 19 открывают. Отсоединяют датчик 1 от резервуара 8 и окончательно герметизируют капилляры 22 и 23, например, сваркой.

Устройство состоит из резервуара 8 с рабочей жидкостью, установленного на стойке 26. Резервуар 8 соединен с вакуумным насосом 9 и вакуумметром 24, трубопроводом 4 через кран 5 и с атмосферой через кран 10. Через каналы Г и Д внутренняя полость резервуара 8 связана трубопроводами 2 и 3 с полостями Е и Ж, заполняемого датчика 1. В резервуаре 8 смонтированы два крана 6 и 7 с возможностью перекрытия каналов Г и Д, которые соединены с мембранными вытеснителями 20 и 21.

Заполняемый датчик 1 смонтирован во фланцах 11 и 12 и через краны 13 и 14 и трубопроводы 15, 16, 17 соединен с источником сжатого воздуха. Фланцы 11 и 12 снабжены пробками 18 и 19 для связи с атмосферой.

Устройство работает следующим образом. Рабочую жидкость заливают в резервуар 8. При этом каналы Г и Д открыты, уровень жидкости находится ниже каналов. Краны 5 и 10 закрыты. При помощи насоса 9 с открытым краном 5 производят откачку вакуумной системы. После достижения требуемого остаточного давления, контролируемого вакуумметром 24, производят наклон резервуара 8. Жидкость заполняет каналы Г и Д, трубопроводы 2 и 3, капилляры 22 и 23, полости Е и Ж датчика 1. Отключают насос 9, закрывают кран 5 и открывают кран 10, резервуар 8 связывают с атмосферой. Закрывают краны 6 и 7. Подают давление через кран 13, прижимая защитную мембрану 27 к корпусу датчика 1.

Вращают маховик вытеснителя 20 и изменяют объем рабочей жидкости в полости Е, что вызывает прогиб измерительной мембраны 25. Заполняемый датчик 1 представляет собой дифференциальный конденсатор, подвижной обкладкой которого является измерительная мембрана 25, неподвижные обкладки выполнены в виде тонкого проводящего слоя на сферических поверхностях полостей Е и Ж и электрически связаны с капиллярами 22 и 23. Для защиты измерительной мембраны 25 от перегрузок полный объемный прогиб (объем жидкости, вытесняемый из-под мембраны, когда она ложится на торец) защитных мембран 26 и 27 должен быть меньше допустимого объемного прогиба измерительной мембраны 25. Контроль величины прогиба измерительной мембраны 25 ведется по изменению значений электрических емкостей С1 и С2. При достижении требуемых значений С1 и С2 производится герметизация капилляра 22.

Открывают кран 6. закрывают кран 13, открывают пробку 18, полость Б сообщается с атмосферой.

Подают давление через кран 14 в полость В. Вращают маховик вытеснителя 21. При достижении требуемых значений электрических емкостей С1 и С2 производят герметизацию капилляра 23. Открывают кран 7, закрывают кран 14, открывают пробку 19, полость В сообщают с атмосферой.

Таким образом, в процессе настройки с помощью предлагаемых способа и устройства нагружение датчика производится по схеме, соответствующей реальным условиям эксплуатации. В результате улучшаются метрологические характеристики настраиваемого датчика давления.

Литература 1. SU 1546858 A1, 28.02.90, G 01 L 13/02.

2. Инструкция НИИТеплоприбор N 08042037, 1971.

3. SU 1631330 A1, 28.02.91, G 01 L 13/02.

4. SU 594421 A, 25.02.78, G 01 L 19/00.

Формула изобретения

1. Способ настройки датчика давления, включающий заполнение жидкостью внутренних полостей датчика с контролем заполнения по изменению выходного сигнала датчика и последующую их герметизацию, отличающийся тем, что до герметизации полостей датчика в одну из полостей с защитной мембраной подают воздух под давлением, равным предельному рабочему давлению датчика, изменяют давление жидкости во внутренней полости датчика до получения требуемого сигнала датчика и герметизируют капилляр, затем производят аналогичные операции с другой полостью с защитной мембраной, другой внутренней полостью датчика и другим капилляром.

2. Способ настройки датчика давления по п.1, отличающийся тем, что защитные мембраны датчика нагружают давлением через краны и трубопроводы, а разгружают через перекрываемые отверстия, связанные с атмосферой.

3. Устройство для настройки датчика давления, содержащее резервуар с полостью для рабочей жидкости, связанной через каналы, трубопроводы и краны с внутренними полостями датчика, и вакуумный насос, соединенный трубопроводом с резервуаром, связанным через кран с атмосферой, отличающееся тем, что в нем резервуар установлен на стойке с возможностью наклона, а уровень жидкости в полости резервуара расположен ниже перекрываемых кранами отверстий каналов, которые соединены с вытеснителями жидкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2