Емкостный преобразователь давления

 

ОП И

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕ Н И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22-05.74 (21) 2О281О1/1 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.О7.76 Бюллетень (45) Дата опубликования описания 10.0

) М. Кл.о

СО1 L 9/12

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам ивооретений н открытий

) УДК 531.787. .9 (О88.8) А. И. Лашков, В, И. Немченко и А. А. Студеникин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения постоянного и переменного давлений в электроприводных и многофазных смесях.

Известны емкостные преобразователи давления, в которых измеряемое давление деформирует служащую подвижным электродом емкостного преобразователя плоскую мембрану с краевым упорным бортом, зая репленную между втулками корпуса, пере- 10 движением которых регулируют расстояние между электродами преобразователя для получения заданной начальной емкости и чувствительности (1).

Однако известные -преобразователи мало 1В пригодны для измерения малых переменных и постояннык давлений в электропроводных и многофазных средах ввиду того, что мембрана выполняется из металла, который растворяется в таких средах, что приводит к 20 изменению характеристик преобразователя.

Кроме того, чувствительность такого преобразователя к малым давлениям низка, а при очень тонких мембранах его характеристика не стабильна. К существенным 26 недостаткам известного преобразователя относятся также низкая собственная частота и большое объемное смешение. ,цля повышения надежности и стабиль— ности измерения давления в электрэпрэводных и многэфазных средах, а также расширения частэтногэ диапазона мембрана предложенного преобразователя выполнена из диэлектрика и размещена на выпуклой, покрытой микрэнерэвнэстями головке непэдвижнэгэ электрода, закрепленного на диэлектрическом держателе, имеющем возмэжнэсть осевого перемещения, а подмембранная пэлэсть сээбщена с источником опэрнэгс давления через осевой канал в неподвижном электроде и кольцевой зазор, образ< ванный цилиндрическими пэверхнэстями держателя и изоляционной втулки, сообщающиеся между собой радиальными каналами, равномерно расположенными на выпуклой поверхности головки неподвижнэгэ электрода.

На фиг. 1 показан описываемый преобразователь, общий вид; на фиг. 2 — тэ же, вид сверху без мембраны.

521483

Емкостный преобразователь давления содержит диэлектрическую эластичную мембрану 1„ цилиндрический корпус 2; расположенные коаксиально с корпусом 2 изоляционную втулку 3 и неподвижный электрод 5

4; диэлектрический держатель 5 неподвижного электрода, помещенный в тгле втулки

3 и соединенный с ней с помощью резьбы.

В теле держателя 5 имеются продольные пазы 6. Мембрана 1 закреплена с предвари- >О тельным натягом между корпусом 2 и втулкой 3 с помощью клиновидного замка и размещена на выпукл oN, покрытой микр онер овностями головке неподвижного электрода 4.

Натяжение мембраны регулируется при перемещении держателя 5 с неподвижным электродом 4 в осевом направлении. Изоляционная втулка 3 зажата в корпусе 2 гайкой 7. Держатель 5 электрода фиксируется гайкой 8. Винт 9 служит для закрепления электрoga 4 и является его электрическим выводом. Держатель 5 и изоляционная втулка 3 образуют кольцевой зазор 1О. В теле электрода 4 выполнен осевой канал 11. Выпуклая поверхность головки электрода 4 дренирована радиальными равномерно расположенными каналами 12. Подмембранная полость 13 преобразователя сообщена через радиальные каналы 12, осевой канал 11

30 и кольцевой зазор 10 с источником опорного давления (на чертеже не показан).

Емкостный преобразователь давления работает следующим образом. Избыточное дав35 ление жидкости(по отношению к опорному) деформирует диэлектрическую эластичную мембрану 1, изменяя величину рабочего зазора, а следовательно, и электрическую емкость конденсатора, обкладками которого служит

4о электрод 4. и примыкающий к мембране 1 слой жидкости. Изменение электрической емкости преобразователя при действии измеряемого давления служит мерой изменения последнего. Регулировка натяжения мембра45 ны 1 при помощи неподвижного электрода 4 дает возможность выбрать необходимый режим работы преобразователя. Например, для обеспечения линейной девиации емкости от давления электрод 4 выдвигается за преде50 лы торца изоляционной втулки 3. При размещении электрода 4 относительно изоляционной втулки 3 таким образом, чтобы мембрана опиралась на него центральной частью с образованием сложной поверхности сопряжения, когда мембрана находится в сложной деформации изгиба, избыточное давление вызывает более плотное облегание электродаи уменьшение зазора, что влечет увеличение емкости преобразователя давления. Поскольку создается недостаточная жесткость мембраны 1, преобразовательстановится высокочувствитель-ным. Система дренажа устраняет "залипание мембраны 1. При более сильном выдвижении электрода 4 мембрана 1 сильно натягивается и полностью облегчает электрод 4. В этом случае избьггочное давление вызывает деформацию мембраны 1 на михронеровностях электрода 4, что влечет за собой изменение емхости. Вследствие создающейся высокой жесткости мембраны 1 и малых размеров микронеровностей преобразователь характеризуется широкой амплитудно-частотной характеристикой.

Измерительный усилитель для измерения девиации емкости может бьггь любого типа.

В частности, может быть применена извесь ная схема с частотной модуляцией и частотным детектором.

Формула изобретения

Емкостный преобразователь давления, содержащий мембрану, закрепленную с возможностью предварительного натяжения в цилиндрическом корпусе, расположенном коаксиально с изоляционной втулкой и неподвижным электродом, отличающийся тем

Э что, с целью повышения надежности и стабиш ности измерения давления в электропроводных и многофазных средах, а также расширения частотного диапазона в нем мембрана вы» полнена из диэлектрика и размещена на выпуклой, покрытой михронеровнэстями головке неподвижного электрода, закрепленного на диэлектрическом держателе, имеющем возможность осевого перемещения а подмембЭ ранная полость сообщена с источником опорного давления через осевой канал в неподвижном электроде и кольцевой зазор, образованный цилиНдрическими поверхностями держателя и изоляционной втулки, сообщающиеся между собой радиальными каналами, равномерно расположенными на выпуклой поверхности головки неподвижного электрода.

Источники информации, принятые во внима-. ние при экспертизе.

1. Авт. свид. № 399747. GO1 L9/12.

1 971.

521483 ! !2

Уиг.!

Уаг.2

Составитель А. Рудаков

Редактор С. Хейфиц Техред А. Богдан Корректор Т. Кравченко

Заказ 4872/53О Тираж 1О29 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4