Способ и устройство для определения давления температуры, влажности и тому подобных физических величин

Способ и устройство для определения давления температуры, влажности и тому подобных физических величин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госплана при CHK СССР "1

8. В. Казакевич и А. П. Юркевич.

Способ и устройство для определения давления температуры, влажности и тому подобных физических величин.

Заявлено 17 января 1939 года в НКАП аа ¹ 6001.

Опублнковано 31 января 1941 года.

Г1ри подъеме на большие высоты весьма существенной задачей является задача определения давления и температуры воздуха, Особенно важно иметь безинерционный и точный прибор для определения давления воздуха при подъеме ракет, с целью последующего определения высоты их подьема.

В настоящее время определение давления осуществляется анероидными коробками и трубками Бурдона. Одна-, ко, этот метод имеет существенные недостатки, заключающиеся в явлении упругого гистерезиса, после действия и температурных ошибок, в невозмож-,, ности замерять большие высоты вслед- ствие весьма малого изменения давле- ( ния на высотах порядка десятков километров (этого изменения анероидные,, коробки точно не показывают) и, на-, конец, в наличии в существующих при- i борах механических частей, вносящих инерционные погрешности и ошибки за тира ни я, Предлагаемое изобретение имеет целью устранение указанных недостатков и состоит в том, что измерения производятся чисто электрическим методом, исключающим всякие ошибки затирания, дающим возможность записи на барабане и позволяющим вести радиопередачу показаний без необходимости иметь механические датчики.

Для этой цели, согласно изобретению, измеряют время горения . лампы тлеющего разряда, включенной в цепь релаксационного генератора, один из параметров которого поставлен в зависимость от измеряемой величины, На чертеже фиг. 1, 2 и б изображают схемы устройства для осуществления предлагаемого способа, фиг. 3 — 5— различные варианты конструктивного выполнения устройства.

Предположим, что в лампе Л, включенной, как это изображено на фиг. I. в схему релаксационного генератора, имеется некоторое давление. Тогда лампа будет периодически с определенной частотой зажигаться и гаснуть, причем частота колебаний, при условии поддержачия напряжения батареи постоянным, будет зависеть только от давления в лампе. Если давление будет уменьшаться (до 0,2 — 1 мм), частота колебаний будет увеличиваться и, наоборот, при.увеличении давления частота колебаний будет уменьшаться.

Для исключения влияния изменения напряжения батареи авторы предлагают учитывать только продолжительность горения, для чего схема составляется так, как это изображено на фиг. 2. Как вид но из схемы, в цепь кон денсаторлампа включается реле, якорь ко торого при,погашенной лампе опущен, и конденсатор заряжается. B тот момент, когда напряжение конденсатора достигнет потенциала зажигания, лампа вспыхнет, по обмотке реле потечет ток; якорь его притянется, и конденсатор отключится от батареи.

Для того, чтобы показания прибора были однозначными, необходимо постоянство состава газа, наполняющего лампу; кроме того, может встретиться необходимость замерять давление, большее того, при котором лампа может вспыхнуть (учитывая допускаемые габариты и вес батареи, ограничивающие ее напряжение).

Для разрешения первой задачи с лампой соединяется мешок (фиг. 3) из газонепроницаемой. ткани (целлофан, обработанный шелк, тонкая резина). При максимальном давлении мешок сложен, и газ заполняет лампу. При уменьшении давления объем газа увеличивается и он расправляет и заполняет мешок; при этом давление внутри мешка остается все время равным наружному давлению.

Для разрешения второй задачи может быть использован редуктор давления (фиг. 4), состоящий из связанных между собою штоком двух сильфонов, из которых нижний, содержащий инертный газ, закрывается сосудом, а ,верхний укрепляется на этом сосуде; внутри сосуда создан вакуум. Ра вновесие будет устанавливаться в таком положении (если пренебречь жесткостью сильфо нов), при котором давление внутри нижнего сильфона в и раз меньше наружного давления (и — отношение площади крышки внутреннего сильфона к плошади крышки наружного). Чтобы устранить влияние жесткости, в качестве материала для стенок сильфона можно применить газон епроницаемую ткань с жесткими кольцами в виде гармошки.

Так как при больших подъемах может потребоваться значительный объем внутреннего сильфана, то в этом случае полость внутреннего сильфона можно в определенный момент соединить через мешок с внешним давлением.

Для измерения температуры, производимого также с помощью релаксационного генератора, в схему этого последнего последовательно с лампой включается термометр сопротивления (на чертеже не показанный). Давление в лампе остается неизменным, а следовательно, не меняются напряжения зажигания и гашения лампы. Поэтому, при уменьшении температуры, время горения лампы уменьшается (конденсатор быстрее разрядится), а при увеличении температуры время горения увеличивается.

По аналогичной схеме можно производить замер влажности, соединяя волосок гигрометра с одной из пластин переменного конденсатора, влияющего на период релаксации.

Вышеописанное устройство можно использовать также для записи и для передачи радиосигналов на землю.

В первом случае (фиг. 5) приме няется барабан, покрытый фотопленкой, приводимый во вращение вокруг своей оси и одновременно получающий перемещение вдоль этой оси. У края и в середине барабана ставятся две лампы Л, и Л тлеющего разряда, первая из которых записывает давление, а другая температуру. Лампы покрываются светонепроницаемыми колпаками, и через щели Н, Н при зажигании подают на барабан тонкие лучи света, После проявления пленки (бумаги) по длине штрихов можно определить температуру и давление.

Радиопередача производится при посредстве реле (фиг. 6), включаемого во время горения лампы и замыкающего при этом цепь передатчика для посылки сигнала.

Предмет изобретения.

1. Способ определения давления, температуры, влажности и тому подобных физических величин, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что измеряют время горения лампы тлеющего разряда в цепи релаксационного генератора, один из параметров которого поставлен в зависимость от измеряемой величины.

2. Устройство для осуществления способа по и. 1, от ли ча ю шее ся тем, что баллон лампы тлеющего разряда релаксационного генератора сооб- щен с эластичным наполненным газом, мешком для изменения давления в лам-; пе в зависимости от изменений давле- ния снаружи лампы.

3. Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся, тем, что последовательно с лампой в цепь релаксационного генератора, включен термометр сопротивления для осуществления работы лампы в зави-, симости от изменений температуры.

4. Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся тем, что конденсатор релаксационного генератора связан с управляющим им гигрометром для осуществления работы лампы в зависимости от изменений влажности.

5. В устройстве по пп. 2 — 4 применение реле, включенного последовательно с лампой и служащего для отключения конденсатора от источника тока при зажигании лампы генератора.

6. В устройстве по пп. 2 — 5 применение покрытого фотопленкой вращающегося барабана, перемещаемого вдоль своей оси и служащего для регистрации времени горения лампы, 7. В устройстве .по п.- 2 применение редуктора давления в виде двух связанных между собой штоком сильфонов различной величины, из которых соединенный с лампой сильфон помещен в вакуумной коробке.