Датчик давления жидкости

Датчик давления жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(и) 640l53

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительчое к авт, свид-ву (22) Заявлено 15.08.77 (21) 2517841/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень № 48 (45) Дата опубликования описания 30.12.78 (51) М.К .

G 01Ь 7/06//

G 011 11/00

Государственный комитет (53) УДК 531,787 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. П. Козелков, Б. М. Баринштейн и М. П. Левицкий (71) Заявитель (54) ДАТЧ И К ДАВЛ EH ИЯ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к датчикам давления.

Известны конструкции датчиков давления, которые содержат корпус с чувстви- 5 тельным органом, например мембраной или сильфоном, передающим усилие от действия давления тензометрическим элементам

)(1)

К недостаткам известных датчиков отно- 10 сится трудность измерения высоких давлений. Обеспечение при этом надежных прочностных характеристик чувствительных элементов датчика приводит к существенному снижению точности измерения, ус- 15 чожняет конструкцию и ограничивает диапазон измеряемых величин давления.

Известны датчики, принцип действия которых основан на аэрогидродинамических эффектах, однозначно определяемых вели- 20 чиной давления в потоке. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому датчику давления является датчик, в котором командный сигнал, преобразуемый электрической системой в выходной элек- 25 трический сигнал, формируется силой лобового сопротивления, действующей на тело, размещенное в потоке (2). Недостатком этого датчика состоит в том, что наличие сил трения при перемещении чувствитель- 30 ного элемента, не имеющих стабильного значения, существенно влияет на величину результирующей силы, преобразуемой в электрический сигнал. Кроме того, даже при малых размерах тела датчика, размещенного в потоке, с ростом величины замеряемого давления сила лобового сопротивления достигает больших значений, что ведет к увеличению жесткости пружины. Все это снижает точность замера высоких давлений.

Цель изобретения — повышение верхнего предела измеряемого давления и точности.

Это достигается тем, что в датчике давления, содержащем корпус, внутри которого установлен чувствительный элемент, связанный с преобразователем перемещения чувствительного элемента в выходной сигнал, и измерительный элемент, измерительный элемент выполнен в виде кавитирующего элемента с регулируемым входным сопротивлением, на выходе которого установлен чувствительный элемент в виде подпружиненного проточного сильфона с тарелью, надсильфонная полость которого соединена с полостью низкого давления.

На чертеже схематично показан предлагаемый датчик давления.

Датчик содержит трубку 1 Вентури, сильфон 2, тарель 3, пружину 4, регулировоч640153 ный винт 5, гайку 6, жиклер 7, преобразовательную электрическую систему 8.

Измерительный элемент датчика выполнен в виде трубки 1 Вентури, работающей в режиме развитой кавитации, сопротивление и расход через которую настраиваются при данном значении входного давления путем перепуска части расхода с входа трубки в горловую часть через щель А. На выходе трубки 1 установлен сильфон 2 с тарелью 3, поджатый пружиной 4 настройки. Перемещение тарели 3 может быть преобразовано в любой вид сигнала (механический, гидравлический или электрический), который регистрирует величину давления жидкости в потоке. Чувствительный элемент датчика — сильфон 2 работает при низком перепаде давления (перепад давления на задающих отверстиях Б тарели 3), который определяется расходом через трубку 1 Вентури и площадью отверстий Б.

Принятый перепад давления на сильфоне 2 (1 — 10 кгс/см ) уравновешивается силой затяжки пружины 4, которая осуществляется регулировочным винтом 5, фиксируемым в заданном положении гайкой 6. Слив расхода, идущего через датчик, из полости 8 осуществляется через жиклер 7.

Работа датчика осуществляется следующим образом. При изменении величины давления жидкости в заданном диапазоне, в котором обеспечивается кавитационный режим истечения через трубку 1 Вентури, происходит изменение расхода через нее, величина которого определяется только значением входного давления. Это приводит к отклонению перепада давления на сильфоне 2 от значения, уравновешиваемого пружиной 4, а следовательно, и к перемещению тарели 3, что и преобразуется в выходной сигнал датчика системой 8. Перемещение h тарели 3 связано с величиной давления P жидкости в потоке пропорциональной зависимостью

Ь=КР, где

2 р2

К с Р тр тр

2 р2 здесь Fc — эффективная площадь сильфона 2;

С, и С, — соответственно жесткости сильфона 2 и пружины 4; р», F,ð — коэффициент расхода трубки 1 Вентури, приве5 денный к площади горла;

F„— коэффициент расхода отверстий тарели 3 и их суммарная площадь.

Таким образом, чувствительный элемент

10 датчика нагружен небольшим усилием, которое практически не зависит от уровня измеряемого давления и для сколь угодно больших давлений жидкости может быть выбрано достаточно малым. Как видно из

15 приведенной зависимости, ход л. тарели 3 легко регулируется конструктивными параметрами датчика и связан с величиной замеряемого давления пропорциональной зависимостью.

20 Составные части измерительного органа с достаточной точностью позволяют осуществить их гидравлическую настройку, которая техпологична и не требует спецоборудования. Возможность осуществления

25 такой настройки позволяет выполнить замер давления с высокой точностью независимо от абсолютной его величины.

Формула изобретения

Датчик давления жидкости, содержащий корпус, внутри которого установлен чувствительный элемент, связанный с преобразователем перемещения чувствительного эле35 мента в выходной сигнал и измерительный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения верхнего предела измеряемого давления и точности, в нем измерительный элемент выполнен в виде кави40 тирующего элемента с регулируемым входным сопротивлением, на выходе которого установлен чувствительный элемент в виде подпружиненного проточного сильфона с тарелью, надсильфонная полость которого

45 соединена с полостью низкого давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Нуберт Г, П. Измерительные преобразователи неэлектрических величин. Л., 1970, 50 с. 144.

2. Авторское свидетельство СССР № 425065, кл. G 011 11/00, 1972.

640153

Составитель О. Полев

Корректор 3. Тарасова

Редактор E. Караулова

Техред С. Антипенко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2211/6 Изд. № 777 Тираж 1080 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5