Устройство для задания малых давлений

Устройство для задания малых давлений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

t библио т«-.,на .,:;=

ОП ИСАЙ И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ п1> 443464

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 06.07.72 (21) 1807452, 18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.08.74. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 23.06.75 (51) М. Кл. G 011 27 00

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 531.787.91 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Н. С. Лидоренко, В. Е. Дмитренко, Б. И. Ильин, Л. М. Вайсбурд, А. М. Фунтиков и В. А. Федорин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ МАЛЪ|Х ДАВЛЕНИЙ

15 где R — сопротивление нагревателя.

Изобретение относится к области измерительнои техники, связанной с исследованием и калибровкои инфранизкочастотных микрофонов, в том числе электрохимических.

Известные устройства для задания малых давлений с металлической рабочей камерой, токоподводами и переходником для подключения исследуемого прибора имеют ограниченные частотные и динамические диапазоны.

Предлагаемое устройство отличается тем, что в точке камеры, равноотстоящей от ее стенок, смонтирован на токоподводах по крайней мере один электрический нагреватель, выполненный в виде отрезка проволоки с диаметром, обеспечивающим соотношение

P„.G„(10, где Є— число Прандтля, G,— число (россгофа.

Это позволяет расширить частотный и динамический диапазон устройства, а также повысить его надежность.

На чертеже показана схема устройства для задания малых давлений.

Рабочая камера 1 выполнена в виде герметичного сосуда из материала с высокой теплопроводностью, например из металла, и заполнена газообразным или жидким рабочим телом. В точке камеры, равноотстоящей от ее стенок, смонтирован на токоподводах 2 по крайней мере один электрический нагреватель

3, выполненный в виде отрезка проволоки такого диаметра, чтобы для него выполнялось соотношение Р, GÄ(10 — . Камера снабжена переходником 4 для подключения инфранизкочастотного микрофона 5, например, электрохимического.

Устройство работает следующим образом.

На нагреватель подается напряжение, например, меняющееся по следующему закону

U=Ыоз1псот. При этом за время Т выделяет1р ся количество тепла, равное

Диаметр нагревателя, представляющего собой отрезок проволоки, выбирают из условия, чтобы произведение числа Прандтля на число

Гроссгофа было меньше 10 . При этом тепло от нагревателя распространяется в рабочем теле, которым заполнена камера, по закону теплопроводности, а конвективный перенос пренебрежимо мал. Диаметр нагревателя для газообразного рабочего тела, оцененный из этого условия, должен быть менее 10 мкм.

Температура на поверхности нагревателя и по его оси практически совпадает, а время остывания нагревателя составляет 10 — 2 сек. зо Таким образом, при соблюдении условия ма441464 лости теплоемкости нагревателя все тепло, выделяемое в нем, передается рабочему телу при колебании напряжения на нагревателе с частотами до 10 гц.

Тепловой эффект такого нагревателя можно представить, как сумму эффектов двух источников: одного, выделяющего постоянную

Р мощность —, и второго с переменнои мощ2R . Частота переменного источ0 stn 2 t

2R 2ш ника равна удвоенной частоте внешнего генератора. Через некоторое время после включения нагревателя количество тепла, переданного рабочему телу от постоянного источника, становится равным количеству тепла, теряемому через стенки камеры (устанавливается стационарный процесс теплообмена), поэтому стенки камеры должны иметь высокую теплопроводность. Переменный источник вызывает колебания температуры в пространстве, где расположен нагреватель, причем осцилляции температуры затухают на расстоянии где а — температуропроводность рабочего тела.

Таким образом, при размерах камеры

l)2r тепло от переменного источника не выделяется через стенки камеры в окружающую среду. Периодическое изменение температуры в области, где установлен нагреватель, приводит к колебаниям давления в камере согласно выражению ЬР=ЛРО з1п2Ы, причем

U Рд г, С со где р — плотность;

Ро — давление, под которым находится рабочее тело;

V — объем камеры;

Ст — теплоемкость при постоянном объеме; у — коэффициент объемного расширения.

Устройство отличается простотой в настрой10 ке и эксплуатации. Частота и амплитуда давления задаются частотой и амплитудой напряжения генератора. Устройство имеет широкий динамический (от 10- до 100 н/м ) и частотный (от 10 — до 10 гц) диапазон. Уст15 ройство можно использовать в полевых условиях для проверки и калибровки инфранизкочастотных микрофонов, применяемых для регистрации атмосферных явлений и различного рода взрывов. Возможно использование

20 устройства и для задания постоянных давлений при подаче постоянного напряжения на нагреватель, что еще более расширяет возможности устройства.

25 Предмет изобретения

Устройство для задания малых давлений, содержащее рабочую герметичную металлическую камеру, заполненную рабочей средой, 30 токоподводы и переходник для подключения исследуемого прибора, например инфранизкочастотного микрофона, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения частотного и динамического диапазонов и повышения на35 дежности, в точке камеры, равноотстоящей от ее стенок, смонтирован на токоподводах по крайней мере один электрический нагреватель, выполненный в виде отрезка проволоки с диаметром, обеспечивающим соотношение

40 P," G„(10 —, где Є— число Прандтля, G„— число Гроссгофа.