Патент ссср 412505

Патент ссср 412505

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

12505

Союз Советских

Социалистических

Республик

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства М 252682

Заявлено 28.XI I.1971 (№ 1730200/18-.10) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 25.1.1974, Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 28.Х.1974

М. Кл. G Oll 1/12

G 011 9/16

Гасударатеенный комитет

Сонета Министров СССР оо делам изобретений и открытий

УДК 531 781 531 787 91 (088.8) Авторы изоб.ретен.ия

А. Л. Видовский, Р. А. Ахметов, С. Я. Пустильник, 10. П. Перевертов и В. В. Чурилов

Заявитель

ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к магнитоупругим датчикам для измерения усилий.

В основном авт. св. ¹ 252682 описан датчик для измерения усилий, содержащий корпус и кольцевой ферритовый сердечник, BbIполненные в виде двух коаксиальных цилиндров с герметизированной полостью, образованной кольцевым ферритовым сердечником и стенкой внутреннего цилиндра. Однако известные датчики не позволяют фиксировать перепады илп импульсы давления, возникающие в жидкой или газообразной среде. Предлагаемый датчик для измерения усилий обладает следующими преимуществами перед известными: он чувствителен только к импульсам или перепадам давления с крутыми фронтами и не реагирует на плавные изменения давления; имеет постоянную чувствительность к перепадам давления при любом значении абсолютного давления среды, в которую он помещен; работоспособен при очень высоких (порядка нескольких тысяч кг/слР) значениях абсолютного давления среды. .В предлагаемом датчике, с целью обеспечения возможности изменения перепадов давлений при любом значении абсолютного давления, герметизпрованная полость, образованная кольцевым ферритовым сердечником и стенкой внутреннего цилиндра, заполнена разделительной жидкостью.

На чертеже схематически показан предлагаемый датчик, в разрезе.

Датчик состоит из ферритового сердечника 1, представляющего собой цилиндрическую трубку из феррнта с большим появлением магнитоупорного эффекта, корпуса 2, представляющего собой цилиндрическую трубу пз немагнитной стали, и крышки 8, круглой в плане с центральным отверстием и выступом в форме цилиндрической трубы, изготовленной также из немагнитной стали. Феррнтовый сердечник 1 коаксиально одет на корпус 2, 1ь наружный диаметр которого меньше внутреннего диаметра сердечника 1, а на корпус одета крышка 8.

Между торцовыми поверхностями ферритового сердечника 1 и корпусом 2, а также

20 крышкой 8 в кольцевых канавках уложены кольцевые уплотнительные кольца 4. Верхний конец корпуса 2 развальцован таким образом. что выступ в форме цилиндрической трубы на крышке 8 упирается в угол корпуса 2, сжимая при этом кольцевые уплотнительные кольца до обеспечения герметизации зазоров между ферритовыми сердечником 1 и корпусом 2, а также крышкой 8. Щель между развальцованным краем корпуса и крышкой залита гермеЗО тиком К-400. Обмотки 5 выполнены из изол114125О3 работает следую25 Предлагаемый датчик щим образом.

;Весь датчик погружается в среду, перепады давления в которой подлежат измерению, и его обмотки соединяются с измерительной установкой. Перепад давления в контролируемой среде через эластичный разделитель б передается жидкости 9, которая давит на внешнюю боковую поверхность ферритового сердечника 1 и вызывает появление в нем механических напряжений, определяемых равенствами:

Зл

? и с„1 .1

2 2

"-г г — гг (Р,— Р.,)r, r> 1

2 2 г?

r? — r< (1) 4О где Рь Р? — давления на внутренней и внешней боковых поверхностях феррита;

"1 и r> — внутренний и внешний радиусы 45 ферритового сердечника.

В результате механических напряжений в материале ферритового сердечника при заданной напряженности магнитного поля, созданного током в обмотке датчика, изменяется магнитная проницаемость феррита, что приводит к изменению выходного сигнала датчика. Однако ферритовый сердечник является пористыгм материалом, поэтому вследствие разности давлений Р, и Р> жидкость 9 начнет проникать через тело феррита в кольцевую полость между корпусом 2 и сердечником 1. рованного провода. Число витков, количество обмоток и сечение провода зависит от конкретного устройства измерительной установки, к которой подключается датчик перепадов давления. 5

Эластичный разделитель б представляет собой непроницаемый для измеряемой среды стакан, например, из резины, снабженный по краю утолщением, в форме круглого в сечении кольца, которое выполняет роль уплотнительного кольца. Обойма 7 выполнена из стали н служит для удержания уплотнительного кольца разделителя б в канавке проходного изолятора 8, число проходных токоведущих стерхкней которых равно числу концов обмоток датчика. Жидкость 9 может быть неэлектропроводной или химически не агрессивной к деталям датчика, например, трансформаторное масло, керосин, спирт и т. д. Жидкость заполняет всю внутреннюю полость разделителя б и кольцевую щель между корпусом 2 н ферритовым сердечником 1.

Когда давления Р, н Р? сравняются, ферритовый сердечник будет испытывать только всестороннее сжатие (нз приведенного равенства {.1) следует, что при Р, =Р? г — .-, — — P) которое ничтожно мало влияет»а величину магнитной проницаемости феррита; поэтому выходной сигнал датчика вернется к исходному значению, При следующем положительном (соответствующем увеличению давления) импульсе давления работа датчика повторится.

Так как все твердые тела при всестороннем сжатии могут выдерживать колоссальные давления, то величина абсолютного давления среды для данного датчика может быть очень большой. Величина выходного сигнала датчика пропорциональна лишь перепаду давления, Если давление среды на датчик резко уменьшается, то в первый момент P )P> n опять, в соответствии с указанным равенством (1), в теле ферритового сердечника появляются радиальные и тенгенциальные напряжения c,, и аг, вызывающие изменения магнитной проницаемости феррита и изменения выходного сигнала датчика, но противоположного положительному перепаду давления знака. Жидкость 9 из кольцевой полости через поры феррита проникает в разделитель б, давление Р, сравнивается с давлением Р, и выходной сигнал датчика возвращается к исходному состоянию. Далее работа датчика повторяется.

При плавном изменении давления среды жидкость 9 успевает вместе с ростом давления проникать через поры феррита, и последний практически все время испытывает всестороннее сжатие. В связи с этим плавные изменения давления среды не вызывают изменения выходного сигнала магнитоупругого датчика перепадов давления. В принципе датчик может работать и без разделителя б, однако при этом на его работу будет влиять переменная вязкость измеряемых сред, их агрессивность к деталям датчика, электропроводность и т. п. Поэтому целесообразнее использовать его с разделителем.

Предмет изобретения

Датчик для измерения усилий по авт. св. № 252682, отгичающийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения перепадов давлений при любом значении абсолютного давления среды, в нем герметизирэванная полость, образованная кольцевым ферритовым сердечником н стенкой внутреннего цилиндра, заполнена разделительной жидкостью.

Редактор А. Батыгин

Составитель Л, Никиточкина

Техред Г. Курилко

Корректор В. Гутман

Заказ 1201/179 Изд. № 418 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фнл. пред. «Г1атент>