Манометр

Манометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИС

ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ С

Союз Советски к

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. (22}Заявлено29.12.78 ( с присоединением заявки РЙ (23 } Приоритет

Опубликована 30.05.

01 7/08

Гесударстеенный комитет

СССР

gl0 делам нзебретеннй и атнрытнй

Д /531,787 (088.8) Дата опубликования (72) Авторы изобретения

И. И. Слезингер, А. А. Горяинов и В. А. Ширяев

НИИ механики Московского государственного университета им. M. В. Ломоносова (7!) Заявитель (54) МА HOM ETP

l . Изобретение относится к измерйтепьной технике, а более конкретно к манометрам для измерения давления жидкости или газа.

Известны манометры, содержащие корпус и размещенную в нем мембрану. Деформация мембраны под действием давления преобразуется в электрический сигнал с помошью преобразователя тензорезистивного типа «1) . Гакие манометры обладают низкой чувствительностью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является манометр, содержащий корпус и размещенные в нем мембрану со штоком, чувствительный элемент в виде консольной балки и преобразователь деформации чувствительного элемента в электрический сигнал «2 .

Недостатками известного манометра ,являются низкая чувствительность и большие габариты, Белью изобретения является уменьшение размеров манометра и повышение его чувствительности.

Цель достигается тем, что в конструкцию известного манометра введены рычаг, закрепленный на конце консольной балки перпендикулярно ее оси, и.два стержня с шарнирами на концах, причем один из них установлен между штоком и корпусом, а второй ««ìåæöó штоком и концом рычага наклонно к нейтральной оси консоль.ной балки.

На чертеже схематически изображена !

О конструкция манометра.

В корпусе 1 установлена мембрана

2; центр которой соединен штоком 3 посредством шарнира 4 с двумя стержня!

5 ми 5 и 6. В корпусе 1 закреплен неподвижный конец чувствительного элемента

7, имеющего форму консольной балки, Чувствительный элемент 7 частично или целиком изготовлен из прозрачного материала, обладающего эффектом фотоупругости, например, из кварцевого стекла. К свободному концу чувствительного элемента 7 жестко прикреплен рычаг 8, установленный перпендикулярно к оси

737797 ф преобразователей пьезооптического типа, т.к. жесткость чувствительного элемента

7 в этом случае может быть очень большой по сравнению с жесткостью мембраны 2, и практически все измеряемое давление будет восприниматься чувствительным элементом.

Ис поль зова н ие предлон енно го манометра выгодно в случаях многоточечных

10 измерений малых разностей давлений, например, в аэродинамических трубах. В случае использования в манометре пьезооптического преобразователя выходной сигнал может достигать нескольких

15 вольт, что обеспечивает возможность опроса серии манометров с помощью коммутатора и передачу сигналов в цифровой форме (через аналого-цифровой ть преобразователь или цифровой вольт.20 метр) на электронную вычислительную машину для обработки данных измерений в темпе эксперимента. чувствительного элемента 7. К концу рычага 8 посредством шарнира 9 прикреплен стержень 5. Стержень 6 прикреплен к корпусу 1 посредством шарнира

10. Шарниры 4, 9 и 10 целесообразно выполнить упругими. Измеряемое давление подается в полость 11 над мембраной, а противодавление - внутрь корпуса.

Деформация чувствительного элемента измеряется с помощью пьезооптического измерительного преобразователя.

В случае использования преобразователя другого типа, например, тензорезистор ного, чувствительный элемент 7 может

° I быть изготовлен из металла и на нем могут быть наклеены тензорезисторы.

Манометр с пьезооптическим преобразователем работает следующим образом, При подаче избыточного давления в полос

1l над мембраной 2, действующая на нее сила через шток 3 передается на шарнир 4, В шарнире 4 эта сила разлагается на две составляющие, направленные по осям стержней 5 и 6, проходящим соответственно через шарниры 4 и

9 и 4 и 10. Действующая на стержень

5 составляющая силы определяет изгибающий момент в чувствительном элементе 7, который пропорционален расстоянию между нейтральной осью чувствительного элемента 7 и шарниром 9 и обратно пропорционален тангенсу угла между нейтральной осью чувствительного элемента и направлением стержня 5.

Таким образом, при малых значениях о о этого угла (от 5 до 30 ) можно получить значительный изгибающий момент в рабочих сечениях чувствительного элемента, не увеличивая его длину.

Деформация; вызываемая этим изгибающим моментом, в свою очередь пропорциональна действующему на мембрану 2 давлению. Зта деформация можег бьтгь преобразована в электрический сигнал любым известным способом, например,c .. помощью наклеенных на чувствительный элемент тензорезисторав.

Применение предложенного устройства особенно выгодно в случае использования

Формула изо бретения

Манометр, содержащий корпус и размещенные в нем мебрану со штоком, чувствительный элемент в виде консоль-, ной балки и преобразователь деформации чувствительного элемента в электрический сигнал, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышенйя его чувствительности, в него введены рычаг, закрепленный на конце консольной балки перпендикулярно ее оси, и два стержня с шарнирами иа концах, причем один из них установлен между штоком и корпу-, сом, а второй — между штоком и концом рычага наклонно к нейтральной оси кон» сольной балки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 517819, кл. Q 01 1 9/04, 1975, 2. Заявка ФРГ N 2531821, кл. Я 01 1 13/02, опублик, 22.06.78 (прототип) .

737797

1.

Составитель И. Петрашень

Редактор E. Абрамова Техред А. Шепанская Корректор H. Муска

Заказ 2652/23 Тираж 1019 Подписное

IIHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб.; д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул, Проектнаа,. 4