Датчик разности давлений с частотным выходным сигналом
0П ИСАЙ ИЕ
И306РЕТЕН ИЯ
К АееТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских Социалистических Республик (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11 11 80 (21) 3003887!18-1Q с присоединением заявки № (28) Приоритет— (51)М. Кл. G 01.L 11/00 3осударстееиный комитет СССР (53) УДК 531.787 (088.8) по делам изобретений и открытий Опубликовано 07.10.82. Бюллетень № 37 Дата опубликования описания 07.10.82 (72) Автор изобретения Ю. К. Тараненко (71) Заявитель (54) ДАТЧИК РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЙ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДНЫМ СИГНАЛОМ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для измерения разности давлений жидких и газообразных сред. Известен датчик давления с частотным выходным сигналом, содержащий корпус, чувствительный к давлению тонкостенный цилиндрический ферромагнитный резонатор с герметично закрепленными по концам подпружиненными сильфонами, причем внутренние полости сильфонов сообщаются с внутренней полостью резонатора и заполнены газом, систему воз- . возбуждения и съема колебаний резонатора (1). Недостатком этого датчика является низкая точность измерений за счет снижения добротности его колебательной. системы, обусловленная диссипацией энергии колебаний в местах крепления резонатора из-за удаленности этих мест от узлов колебаний резонатора. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик для изменения разности давлений, содержащий корпус, в котором установлен резонатор в виде пустотелого камер2 тона, эанолненного двумя несмешивающимися жидкостями, сильфоны, установленные на концах камертона, систему возбуждения и съема колебаний и регистрирующий прибор (2). Недостатком известного устройства является низкая точность измерения за счет существен но нелинейной характеристики преобразования, что затрудняет обработку выходного частотного. сигнала. Кроме того, чувствительность к измеряемому давлению определяется кроме геометрических параметров колебательной системы еще и разностью плотностей жидкостей, заполняющих камертон. Цель изобретения — повышение точности из15 мерения за счет линеариэации характеристики и повышение чувствительности. Поставленная цель достигается тем, что в датчике давления с частотным выходным сигналом, содержащий корпус, в котором установлен резонатор, в виде пустотелого камертона, сильфон, установленный на одном конце камертона, систему возбуждения и съема колебаний и регистрирующий прибор, введен второй, Датчик разности давлений с частотным вы ходным сигналом, содержащий корпус, в котором установлен резонатор в виде пустотелого камертона, сильфон установленный на одном конце камертона, систему возбуждения и съема колебаний и регистрирующий прибор; отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет линеаризации характеристики и повышения чувствительности, в него введен второй, иден35 тичный первому, камертон с сильфоном и системой возбуждения и съема колебаний, соединенный с первым общим каналом, расположенным диаметрально противоположно сильфонам, при этом каждый камертон наполовину 4о заполнен жидкостью. 3 964 идентичный первому, камертон с сильфоном и системой возбуждения и съема колебаний, соединенный с первым общим каналом, расположенным диаметрально противоположно сильфонам, при этом каждый камертон наполовину заполнен жидкостью. На чертеже показано предлагаемое устройство. Датчик давления содержит корпус 1, в котором вертикально, параллельно. и симметрично установлены два, например сдвоенных, камертона 2 и 3, внутренние полости которых сообщаются общим каналом 4. Общий канал и смежные ветки камертонов 2 и 3 наполовину заполнены жидкостью 5. Камертоны 2 и 3 сообщаются с сильфонами 6 и 7, установленными в герметичных отсеках 8 и 9 корпуса 1, снабженных штуцерами 10 и 11 для подвода измеряемых давлений. Для уравнивания давления газа в сильфонах б и 7 и ветвях камертонов 2 и 3, предусмотрен вентиль 12, а для удобства разборки датчик снабжен фланцами 13 и 14. Для возбуждения колебаний камертонов 2 и 3 предусмотрены электромагниты .!5 и 16, а для съема — электромаг- . нитные адаптеры 17 и 18 (при выполнении камертонов, например из кварцевого стекла, на ветвях против возбуждения и приемника устанавливаются магнитные наклейки), включенные в цепь усилителей 19 и 20 по автогене раторной схеме. Выходы усилителей 19 и 20 подключены на вход смесителя 21, выход которого через низкочастотный фильтр 22 подключен на измерительный прибор 23. Устройство работает следующим образом. При равных давлениях Р :и Р в отсеках 8 и 9 сильфоны 6 и 7 практически не сжаты, а жидкость 5 заполняет ветви комертонов 2 и 3 до половины их длин.- Камертоны 2 и 3 возбуждаются с йомощью цепей обратной связи 17, 19, 15 и 18, 20, 16 на равных резонансных частотах. Разностная частота на выходе смесителя 21 равна нулю и стрелка прибора 23 находится на нулевой отметке в центре шкалы. При возрастании давления в камере 9 так, что Р, > Р2, сильфон 6 растягивается, а сильфон 7 сжимается за счет передачи давления через газо-жидкостную систему, в результате 503 4 уровень жидкости 5 в камертоне 2 уменьшается, а в камертоне 3 возрастает, и их частоты соответственно изменяются. Раэностная частота вьщеляется в смесителе 21 и после выделения низкочастотной составляющей в фильтре 22 вызывает отклонение стрелки измерительного прибора 23. При условии, что P > Р1, уровень жидкости 5 уменьшается в камертоне 3 и увеличивается в камертоне 2, в результате резонансная частота камертона 3 возрастает, а камертона 2 уменьшается, в результате чего разностная частота на выходе смесителя 21 меняет знак и стрелка измерительного прибора отклоняется в другую сторону. Таким образом, изобретение позволяет уменьшить погрешность линейности, в результате чего повышается точность измерения. Кроме того, за счет увеличения разности плотностей жидкости и газа повышается чувствительность устройства. Формула изобретения Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У658416, кл. G 01 1 11/00, 07.12.77. 2. Авторское свидетельство СССР по заяв ке Н 2788858/18-10, кл. G 01 L 9/00, 07.06.79 (прототип).
