Преобразователь давления
ОП ИСАНИЕ
ИЗЬБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соаетскнк Социалистические Республик (61) Дополнительное к авт свнд-ву (22) Заявлено 02.06.7 8 (2! ) 2623935/18-10 (5i)M. Кл. G 01 L 11/00 G 01 (21/12 с присоединением заявки М Ваудеретееилый комитет СССР (23) Приоритет Опубликовано 25.0680. Бюллетень М 23 ао делам каобретенкй. в открытий (53) УДК 531. .787 (088.8) Дата опубликования опнсання27.06.80 (72) Авторы изобретения В. М. Макаров, В. В. Малов и П. А. Филимонов Московский ордена Трудового Красного Знамени инженернэфизический институт (7I ) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к устройствам для измерения давления газов. Известны акустические преобразователи давления (11. Наиболее близким по технической сущ5 ности к изобретению является устройство, содержащее мембрану и расположенную на одной ее стороне поверхностно-акустическую волновую (ПАВ} структуру $2). Недостатком известного устройства является невозможность измерения малых давлений Бель изобретения — расширение диапазона измерения давления. Поставленная пель достигается тем, что на другой стороне мембраны установлен пленочный резистивный нагреватель. Расширение рабочего диапазона измерительного преобразователя основано на использовании зависимости коэффициента теплопроводности газов от давления в области остаточных давлений (менее 1 мм рт. ст). В области абсолютных давлений газа р свыше 1 мм рт.ст. изменения частоты генератора обусловлены зависимостью времени задержки ПАВ от величины;,дефо маний мембраны. В области давлений газа менее 1 мм рт. ст. деформации мембраны практически отсутствуют, оАпако существенной становится зависимость коэффициента теплопроводности газа от давления, что приводит к изменению температуры, а следовательно, и выходной частоты преобразователя. На чертеже изображен преобразователь давления. Измерительный преобразователь состотег из мембраны 1, на поверхности которой расположена ПАВ структура 2. На противоположной поверхности мембраны расположен резистивный пленочный нагреватель 3. ПАВ структура включена в качестве частотно задающего элемента автогенератора 4. Выходным сигналом является изменение частоты автогенеpampa. Преобразователь давления, содержаший мембрану и расположенную на одной 25 ее стороне поверхностно- акустическую волновую структуру, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения, на другой стороне ,мембраны установлен резистивный пленочный нагреватель. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ClllA % 3.978,731, кл. 73-407, опублик. 25.02.74. 2. Ридер, Каллен. Датчики давления и температуры, использующие поверхностные акустические волны ТИИЭР, М.1076, т. 64, % 5, с. 226-228 (прототип). 3 7427 3 Устройство работает следующим образом, В диапазоне свыше 1 мм рт.ст измеряемое давление деформирует мембрану 1. Вследствие изменения геомет рических размеров и вариации упругих свойств мембраны изменяется скорость распространения поверхностных акустических волн, возбуждаемых преобразователями. Это приводит к изменению 1О частоты автогенератора 4. В области давлений более 1 мм рт.ст. коэффициент теплонроводности измеряемого газа практически постоянен, и, следовательно, температура преобразователя не 15 зависит от давления, а определяется лишь величиной мощности, подводимой к нагревателю от источника электрического напряжения. В диапазоне давлений менее 1 ммрт.ст.2О деформаций мембраны не происходит, опнако температура измерительного преобразователя становится зависимой от коэффициента теплопроводности газовой среды, давление которой измеряется. Изменения теплопроводности, обусловленные измеряемым давлением ra приводят к изменению температуры мембраны 1, и в силу температурной зависимости времени задержки ПАВ изменяется выходная частота автогенератора 4. Выходная частота автогенератора в этой области давлений не зависит от толщины мембраны. Выбором материала мембраны можно обеспечить большую температурную чувствительность времени задержки ПАВ, т.е. обеспечить высокую чувствительность 4 ф измерительного преобразсвателя в области малых давлений газа (например, для кварца термочувствительным является УХ-cpea). Кроме того, крутизну преобразования давление-частота можно в широких пределах варьировать за счет изменения электрической мошности, рассеиваемой в резистивном пленочном нагревателе 4. Предлагаемое устройство расширяет рабочий диапазон преобразователей в область остаточных давлений газа беэ изменения геометрических размеров мембраны и позволяет производить измерения при помощи одного и того же преобразователя в диапазоне давлений от 10 мм рт.ст. до десятков атмосфр формула изобретения ЦНИИПИ Заказ 3452/37 Тираж 1019 Подписное Филиал ППП "Патент", г,Ужгopon,ул.Проектная,4
