Датчик для измерения давления грунта

Авторы патента:

G01L9/00 - Измерение постоянного или медленно меняющегося давления газообразных и жидких веществ или сыпучих материалов с помощью электрических или магнитных элементов, чувствительных к механическому давлению; передача и индикация перемещений элементов, чувствительных к механическому воздействию, используемых для измерения давления с помощью электрических или магнитных средств (измерение разности двух или более величин давления G01L 13/00; одновременное измерение двух и более величин давления G01L 15/00; вакуумметры G01L 21/00)

Владельцы патента RU 2755877:

Кятов Нурби Хусинович (RU)

Изобретение относится к техническим устройствам для измерения давления в пластичных и сыпучих средах, в т.ч. грунтах. Датчик для измерения давления грунта содержит корпус, силовоспринимающую систему в виде двух жестких дисков, между которыми размещен чувствительный элемент в виде диска из упругосжимаемого материала, при этом жесткие диски и чувствительный элемент соосно ориентированы относительно друг друга цилиндрическими направляющими, один из жестких дисков имеет возможность свободного перемещения по цилиндрическим направляющим, неподвижный диск, размещенный соосно корпусу, и измерительное приспособление. Чувствительный элемент и подвижный жесткий диск выполнены в виде кольца, подвижный жесткий диск снабжен тремя упорами, расположенными в трех точках под углом 120 градусов, измерительное приспособление выполнено в виде датчика перемещения, а неподвижный жесткий диск снабжен центрирующей лункой для сопряжения с наконечником датчика перемещения, расположенного по оси симметрии дисков и закрепленного на подвижном жестком диске. Технический результат изобретения - уменьшение размеров датчика для измерения давления грунта, уменьшение количества измерителей линейных перемещений, упрощение изготовления и эксплуатации. 3 ил.

Изобретение относится к техническим устройствам для измерения давления в пластичных и сыпучих средах, в т.ч. грунтах.

Известен датчик для измерения давления грунта, включающий корпус с упором, чувствительный элемент, силовоспринимающую систему и измерительное приспособление [1].

Недостатком известного устройства является относительная сложность изготовления и эксплуатации датчика.

За прототип изобретения принят наиболее близкий к предлагаемой конструкции датчика известный датчик для измерения давления грунта [2], включающий корпус с упором, силовоспринимающую систему в виде двух жестких дисков, между которыми размещен чувствительный элемент в виде диска из упругосжимаемого материала, при этом жесткие диски и чувствительный элемент соосно ориентированы относительно друг друга цилиндрическими направляющими, оснащенными регулировочными гайками предварительного сжатия чувствительного элемента, причем один из жестких дисков имеет возможность свободного перемещения по цилиндрическим направляющим и снабжен центрирующей лункой для сопряжения со сферической головкой упора, неподвижный диск размещен соосно корпусу и измерительное приспособление, выполненное из двух измерителей линейных перемещений, расположенных симметрично относительно оси симметрии дисков и закрепленных на подвижном диске.

Известный датчик [2] имеет индивидуальные эксплуатационные и конструктивные возможности для измерения давления грунта. Недостатком является относительная сложность изготовления и эксплуатации датчика.

Техническим результатом изобретения является уменьшение размеров датчика для измерения давления грунта, уменьшение количества измерителей линейных перемещений, упрощение изготовления и эксплуатации.

Поставленная задача решается таким образом, что в датчике для измерения давления грунта, включающий корпус, силовоспринимающую систему в виде двух жестких дисков, между которыми размещен чувствительный элемент в виде диска из упругосжимаемого материала, при этом жесткие диски и чувствительный элемент соосно ориентированы относительно друг друга цилиндрическими направляющими, оснащенными регулировочными гайками предварительного сжатия чувствительного элемента, причем один из жестких дисков имеет возможность свободного перемещения по цилиндрическим направляющим, неподвижный диск, размещенный соосно корпусу, и измерительное приспособление, отличающийся тем, что чувствительный элемент и подвижный жесткий диск выполнены в виде кольца, причем подвижный жесткий диск снабжен тремя упорами, расположенными в трех точках под углом 120 градусов, измерительное приспособление выполнено в виде датчика перемещения, а неподвижный жесткий диск снабжен центрирующей лункой для сопряжения с наконечником датчика перемещения, расположенного по оси симметрии дисков и закрепленного на подвижном жестком диске.

Новизна изобретения заключается в том, что чувствительный элемент и подвижный жесткий диск выполнены в виде кольца, причем подвижный жесткий диск снабжен тремя упорами, расположенными в трех точках под углом 120 градусов, измерительное приспособление выполнено в виде датчика перемещения, а неподвижный жесткий диск снабжен центрирующей лункой для сопряжения с наконечником датчика перемещения, расположенного по оси симметрии дисков и закрепленного на подвижном жестком диске.

Предложенное конструктивное исполнение позволяет уменьшить размеры датчика и количество датчиков перемещений, упростить изготовление и эксплуатацию датчика для измерения давления грунта.

Конструкция датчика поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан датчик для измерения давления грунта (вид сбоку с разрезом корпуса вертикальной плоскостью), на фиг. 2 - датчик для измерения давления грунта (разрез а-а), на фиг. 3 - датчик для измерения давления грунта (разрез б-б).

Датчик для измерения давления грунта состоит из корпуса 1, чувствительного элемента 2, датчика перемещения 3 с фиксатором 4, силовоспринимающей системы в виде двух жестких дисков 5 и 6, цилиндрических направляющих 7, регулировочных гаек 8, центрирующей лунки 9, подвижного герметичного уплотнителя 10, упоров 11 и узла крепления 12 датчика перемещения 3.

Измеряемая сила передается на датчик давления через упоры 11, установленные в трех точках, расположенных под углом 120° относительно друг друга. Чувствительный элемент 2 выполнен в виде кольца из упругосжимаемого материала, например резины, и размещен соосно между двумя жесткими дисками 5 и 6, соосно ориентированными относительно друг друга направляющими 7. Первый диск 5, выполненный в виде кольца, имеет возможность перемещаться по направляющим 7. Второй диск 6 соединен с корпусом 1 подвижным герметичным уплотнителем 10. Гайками 8 создается и регулируется предварительное сжатие чувствительного элемента 2. Датчик перемещения 2 закреплен на диске 5 узлом крепления 12.

Датчик для измерения давления грунта работает следующим образом.

На выровненное грунтовое основание 13 устанавливают датчик для измерения давления грунта в собранном виде так, чтобы наружная поверхность жесткого диска 6 имела непрерывный контакт с основанием 13. Фундамент или заменяющий его штамп со специальным гнездом для размещения датчика для измерения давления грунта монтируют так, чтобы подошва фундамента/штампа была в одной плоскости с наружной поверхностью жесткого диска 6. При этом упорами 11 фиксируют исходное положение датчика для измерения давления грунта и регистрируют начальные показания датчика перемещений 3. После нагружения грунтового основания фундаментом или штампом регистрируют текущие значения показаний датчика перемещений 3, которые принимают за значение сжатия чувствительного элемента 2, по которому судят о величине измеряемого давления грунтового основания.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1254113, E02D 1/00 от 13.10.1983.

2. Патент РФ RU 2656136 C1 от 22.08.2017.

Датчик для измерения давления грунта, включающий корпус, силовоспринимающую систему в виде двух жестких дисков, между которыми размещен чувствительный элемент в виде диска из упругосжимаемого материала, при этом жесткие диски и чувствительный элемент соосно ориентированы относительно друг друга цилиндрическими направляющими, оснащенными регулировочными гайками предварительного сжатия чувствительного элемента, причем один из жестких дисков имеет возможность свободного перемещения по цилиндрическим направляющим, неподвижный диск, размещенный соосно корпусу, и измерительное приспособление, отличающийся тем, что чувствительный элемент и подвижный жесткий диск выполнены в виде кольца, причем подвижный жесткий диск снабжен тремя упорами, расположенными в трех точках под углом 120 градусов, измерительное приспособление выполнено в виде датчика перемещения, а неподвижный жесткий диск снабжен центрирующей лункой для сопряжения с наконечником датчика перемещения, расположенного по оси симметрии дисков и закрепленного на подвижном жестком диске.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам определения давления насыщения нефти газом в скважинных условиях. Способ включает измерение давления жидкости и газового фактора, определение сопоставлением этих показателей давления насыщения добываемой продукции газом.

Узел датчика давления // 2740125

Настоящее изобретение относится к измерению технологического параметра промышленного процесса. Более конкретно, настоящее изобретение относится к измерению давления технологической текучей среды, применяемой в таком промышленном процессе.

Устройство для определения тепловых потоков и давления в высокотемпературных высоконапорных струях // 2731836

Предлагаемое изобретение относится к экспериментальной аэрогазодинамике, в частности к конструированию устройств для определения величины тепловых потоков и давления на поверхности моделей в высокотемпературных и высоконапорных струях. Устройство состоит из тепловоспринимающей полусферы, изготовленной из высокотеплопроводного металла (меди), в центральной точке которой имеется дренажное отверстие.

Усовершенствованный преобразователь давления // 2729974

Настоящая группа изобретений относится к области медико-биологических наук, к системе для мониторинга давления внутри одноразового сосуда. Система измерения давления содержит одноразовый контейнер (51), одноразовый технологический соединитель (220) и преобразователь (210) давления.

Микроэлектронный скважинный датчик абсолютного давления // 2726908

Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к высокоточным микроэлектронным скважинным преобразователям и датчикам, работающих в агрессивных средах при высоких температурах выше 125°С и давлении от 10 до 150 МПа. Заявлен датчик давления, удлиненный цилиндрический корпус которого состоит из модуля сильфонного приемника давления, выполненного в виде упругого сильфона, вход которого герметично закрыт жесткой крышкой в форме диска, а его выход через переходник, выполненный в виде цилиндра с осевым сквозным каналом, соединен с входом базового модуля, выполненным в форме толстостенного цилиндра, внутри которого смонтирована, оснащенная проходными электрическими гермовыводами, перегородка, образующая внутри корпуса датчика со стороны сильфонного приемника давления герметичную рабочую полость, состоящую из полости модуля сильфонного приемника давления, полости сквозного канала переходника и полости базового модуля, в которой смонтирован микроэлекронный чувствительный элемент (ЧЭ), электрические выводы которого присоединены к электрическим гермовыводам перегородки, которые выведены в полость модуля микроэлектроники.

Устройство и способ мониторинга давления среды в оборудовании // 2724449

Группа изобретений относится к приборостроению, а именно к устройствам мониторинга давления жидких или газообразных сред, и может быть применена в нефтегазовой, металлургической, химической или пищевой отраслях промышленности. Техническим результатом, на достижение которого направлена группа изобретений, является снижение риска повторного возникновения помпажного состояния оборудования.

Преобразователь технологического давления с полимерной мембраной // 2719321

Изобретение относится к отрасли управления процессами, более конкретно настоящее изобретение относится к изолирующей диафрагме или мембране, относящейся к типу, применяемому для подключения контрольно-измерительного прибора управления процессом к промышленному процессу. Система содержит корпус преобразователя технологического давления, датчик технологического давления в корпусе преобразователя технологического давления, металлический фланец, выполненный с возможностью установки на технологический сосуд, в котором находится технологическая текучая среда, и изолирующую диафрагму, прикрепленную к металлическому фланцу и подвергающуюся воздействию технологической текучей среды через отверстие в технологическом сосуде.

Способ (варианты) и устройство для мониторинга работоспособности датчиков транспортного средства // 2712477

Изобретение относится к мониторингу работоспособности датчиков транспортного средства. Способ мониторинга работоспособности датчиков транспортного средства содержит этапы, на которых принимают посредством процессора дорожной станции первые данные с транспортного средства, принимают вторые данные с одного или более датчиков, один из которых встроен в дорогу.

Преобразователь давления многоканальный // 2696945

Изобретение относится к области измерительной техники и промышленной электроники и служит для измерения давлений на поверхности изделий дренажным методом. Предлагаемый преобразователь давления многоканальный содержит блок из 32 (возможно другое количество) кремниевых датчиков давления, блок пассивной компенсации температурной погрешности и начального разбаланса датчиков давления, мультиплексор сигналов измерительных элементов, блок управления мультиплексором от микроконтроллера, измерительный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, термостабилизатор преобразователя, включающий датчик температуры, управляемые нагревательные элементы, равномерно распределенные по всей площади теплопроводящей рамки, ПИ-регулятор температуры, формирователь напряжений питания элементов преобразователя.

Заполненный текучей субстанцией удлиненный датчик давления // 2696353

Настоящее изобретение относится к датчикам давления такого типа, который используется для восприятия давления рабочей текучей среды в промышленных процессах, более конкретно настоящее изобретение относится к датчикам давления, которые заполнены заполняющей текучей субстанцией. Датчик (100) давления включает в себя удлиненный корпус (202), имеющий образованную в нем полость (204), который деформируется в ответ на приложенное давление.