Датчик для измерения давлений в высокотемпературных объектах
Полезная модель направлена на повышение точности измерений давлений за счет гашения колебаний давления и стабилизации температуры при сохранении общего объема газа в переходнике. Указанный технический результат достигается тем, что устройство содержит датчик давления и переходник, выполненный в виде теплообменника, состоящего из внешнего цилиндра, в котором установлен внутренний цилиндр, имеющий в средней части оребренную поверхность в виде ребер. Во внутреннем цилиндре со стороны объекта измерения выполнена прямоугольная камера с перегородками, переходящая в цилиндрический канал, а затем в циндричекую полость, ограниченную торцом датчика. Объем цилиндрической полости равен объему прямоугольной камеры и в 6 раз больше объема цилиндрического канала. К внешнему цилиндру прикреплен резьбовой штуцер со сквозным цилиндрическим каналом, диаметр и объем которого равен диаметру и объему цилиндрического канала внутреннего цилиндра. На наружной поверхности внешнего цилиндра расположены подводящий и отводящий патрубки для охлаждающей жидкости. 1 илл.
Изобретение относится к средствам измерительной техники и может быть использовано для измерения быстроизменяющихся давлений в высокотемпературных объектах в таких областях техники, как автомобильная, судостроительная, сельскохозяйственного машинострения в научных исследованиях, например измерения давлений продуктов сгорания в цилиндрах дизелей.
Известен датчик давления с переходником для измерения давлений в судовых дизелях, выполненный в виде трубки с оребренной наружной поверхностью, снабженной на одном конце коническим ниппелем для присоединения к индикаторному крану, а на другом конце гайкой, в которую вворачивают датчик давления. Во внутреннюю полость переходника устанавливают вытеснитель, представляющий собой тонкостенную трубку, один конец которой снабжен заглушкой, а к второму приварен резьбовой штуцер, с помощью которого вытеснитель устанавливают в переходнике. Трубка установлена в корпусе переходника с кольцевым зазором в десятые доли миллиметра (RU 2093806, МПК-6 G 01 L 23/00, опубл. 20.10.1997).
Недостатками такого датчика является его недостаточная точность при измерении быстроизменяющихся давлений.
Технический результат заключается в повышении точности измерений давлений за счет гашения колебаний давления и стабилизации температуры при сохранении общего объема газа в переходнике.
Сущность изобретения заключается в том, что в датчике для измерения давлений в высокотемпературных объектах, снабженном переходником с оребренной поверхностью, присоединяемого к объекту измерения с помощью резьбового штуцера, переходник выполнен в виде теплообменника, состоящего из внешнего цилиндра, в котором установлен внутренний цилиндр с оребренной поверхностью в
средней его части, имеющий со стороны объекта измерения прямоугольную камеру с перегородками, переходящую в цилиндрический канал а затем в цилиндрическую полость, ограниченную торцом датчика. К внешнему цилиндру, имеющему на внешней поверхности подводящий и отводящий патрубки, прикреплен резьбовой штуцер со сквозным цилиндрическим каналом, диаметр которого равен диаметру цилиндрического канала внутреннего цилиндра. Объемы прямоугольной камеры и цилиндрической полости равны и в 6 раз больше объема цилиндрического канала внутреннего цилиндра
На фиг.1 представлен общий вид устройства.
Устройство содержит датчик давления 1 и переходник, выполненный в виде теплообменника, состоящего из внешнего цилиндра 2, в котором установлен внутренний цилиндр 3, имеющий в средней части оребренную поверхность в виде ребер 4. Во внутреннем цилиндре 3 со стороны объекта измерения выполнена прямоугольная камера 5 с перегородками, переходящая в цилиндрический канал 6, а затем в циндричекую полость 7, ограниченную торцом датчика 1. Объем цилиндрической полости 7 равен объему прямоугольной камеры 5 и в 6 раз больше объема цилиндрического канала 6. К внешнему цилиндру 2 прикреплен резьбовой штуцер 8 со сквозным цилиндрическим каналом 6, диаметр и объем которого равен диаметру и объему цилиндрического канала 6 внутреннего цилиндра 3. На наружной поверхности внешнего цилиндра 2 расположены подводящий 9 и отводящий 10 патрубки для охлаждающей жидкости.
Устройство работает следующим образом. Измеряют давление, например в автотракторных дизелях, цилиндры которого являются высокотемпературными объектами (температуры до 500-600°С) с быстроизменяющимся давлением. Переходник с помощью штуцера 8 вворачивают в головку цилиндра дизеля. На "холодном" конце переходника устанавливают датчик давления 1. При повышении давления в измеряемом цилиндре двигателя нагретый газ через цилиндрический канал 6 штуцера поступает в прямоугольную камеру 5, где меняет направление движения и расширяется с отдачей тепла перегородкам и стенкам прямоугольной камеры. Далее
газ поступает в цилиндрический канал 6 внутреннего цилиндра 3 и попадает в цилиндрическую полость 7, где повторно расширяясь охлаждается. При этом давление из цилиндра дизеля передается на датчик 1 и преобразуется в электрический сигнал. Импульсы давления поглощаются объемом прямоугольной камеры 5 и цилиндрической полостью 7 в момент их нарастания, а в момент спада часть объема газа вытесняется с замедлением за счет массы газа в цилиндрическом канале 6. Таким образом, цилиндрическая полость 7 и прямоугольная камера 5, соединенные цилиндрическим каналом 6, образуют фильтр нижних частот, что позволяет гасить колебания давления.
По сравнению с известными решениями предлагаемое позволяет повысить точность измерения давлений за счет гашения колебаний давления и стабилизации температуры при сохранении общего объема газа в переходнике. Испытания предлагаемого устройства на работающих дизелях подтвердили его эффективность.
Датчик для измерения давлений в высокотемпературных объектах, снабженный переходником с оребренной поверхностью, присоединяемого к объекту измерения с помощью резьбового штуцера, отличающийся тем, что переходник выполнен в виде теплообменника, состоящего из внешнего цилиндра, в котором установлен внутренний цилиндр с оребренной поверхностью в средней его части, имеющий со стороны объекта измерения прямоугольную камеру с перегородками, переходящую в цилиндрический канал, а затем в цилиндрическую полость, ограниченную торцом датчика, а к внешнему цилиндру, имеющему на внешней поверхности подводящий и отводящий патрубки, прикреплен резьбовой штуцер со сквозным цилиндрическим каналом, диаметр которого равен диаметру цилиндрического канала внутреннего цилиндра, при этом объемы прямоугольной камеры и цилиндрической полости равны и в 6 раз больше объема цилиндрического канала внутреннего цилиндра.
