Микроманометр

 

Изобретение относится к технике измерения малых перепадов давления и скоростей движения газа и позволяет повысить чувствительность устройства . Прозрачная индикаторная трубка 1 по обе стороны от поршня 2 частично заполнена жидкостью, идентичной жидкости поршня. Создаваемый в пневмовводах 9 перепад давления вызывает перемещение поршня, время его перемещения по определенному участку индикаторной трубки 1 регистрируется. Перепад давления может определяться и по углу поворота регулировочного винта 8 для наклона каркаса 5, при котором поршень 2 останавливается. Определенное отношение площади зеркала жидкости к площади проходного сечения дроссельных шайб 10, установленйых в вертикальных коленах, необходимое для получения возможно больших углов наклона трубки, обеспечивается за счет входящей в переходники 4 жидкости. Оба колена и индикаторная трубка помещены в термостатнрующий корпус. 1 ил. а (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1286913 А1 511 4 С 01 1. 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3884932/24-10 (22) 29.01.85 (46) 30.01.87. Бюл. ¹ 4; (72) А.И,Брюшинин (53) 53 1.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 7459 1, кл. G 01 L 7/18, 1949.

Авторское свидетельство СССР

¹ 85100, кл. G О! L 7/20, 1948. (54 ) МИКРОМАНОИ .ТР (57) Изобретение относится к технике измерения малых перепадов давления и скоростей движения газа и позволяет повысить чувствительность устройства. Прозрачная индикаторная трубка

1 по обе стороны от поршня 2 частично заполнена жидкостью, идентичной жидкости поршня. Создаваемый в пневмовводах 9 перепад давления вызывает перемещение поршня, время Его перемещения по определенному участку индикаторной трубки 1 регистрируется.

Перепад давления может определяться и по углу поворота регулировочного винта 8 для наклона каркаса 5, при котором поршень 2 останавливается.

Определенное отношение площади зеркала жидкости к площади проходного сечения дроссельных шайб 10, установленных в вертикальных коленах, необходимое для получения возможно больших углов наклона трубки, обеспечивается за счет входящей в переходники 4 жидкости. Оба колена и индикаторная трубка помещены в термостатирующий корпус. 1 ил.

1286913

Изобретение относится к технике измерения малых перепадов давления и скоростей дви.:;:;;ия газа.

Цель изобретения — повышение чувствительности микроманометра. 5

На чертеже представлен предлагаемый микроманометр.

Прозрачная индикаторная трубка 1, содержащая жидкостный поршенек 2, сформированный на слое 3 жидкости, с

10 торцовыми переходниками 4; выполненными, например, из гибкого шланга, закреплена на каркасе 5, установленном на платформе 6 с воэможностью наклона посредством шарнира 7 и регулировочного винта 8. В торцовые переходники 4 вставлены соединяющие полости трубки с областями измеряемого перепада давлений пневмовводы 9 с

20 дроссельными шайбами 10. Микроманометр снабжен термостатом (показан пунктиром) для термостатирования индикаторной трубки 1 и переходников

4 при оптимальных по подвижности пор-25 шенька и испарению жидкости через пневмовводы температурах.

При этом предполагается, что газовая фаза в индикаторной трубке яв.ляется практически насыщенной паром индикаторной жидкости, что достигается неравенством: где F — площадь отверстия в шай35 бах 10;

h — высота шайб 10;

Р— площадь зеркала жидкости в переходниках 4;

Ь вЂ” высота жидкостного поршенька.

Например, для того, чтобы парциальное давление пара диэтилового эфира в индикаторной трубке при 20 С и давлении среды 760 мм рт.ст..не отличалось от насыщенного больше, чем на 1Х достаточно выполнить соотношение;

60 F/h < Р /h„

Соотношение между размерами отверстий в шайбах 10 и температурой среды в индикаторной трубке 1 и переходниках 4,обеспечивающее пренеб55 режимо малое изменение длины поршенька эа время замера перепада давлений, может бь|ть выражено через неравенство:

2 F P — — (- — — — D

УР„".Ь R т

Тп

P — Рц где т — время замера перепада давлений; — изменение длины поршенька за время -;

F — площадь отверстия шайбы;

h — длина отверстия шайбы;

F„ — площадь зеркала поршенька;

D — коэффициент диффузии;

Р— давление среды над индикаторной жидкостью;

R — газовая постоянная пара индикаторной жидкости;

Т вЂ” температура среды в индикаторной трубке и переходниках 9 — удельный вес индикаторной жидкости

Р— давление насыщенного пара

Н индикаторной жидкости при температуре Т.

Формирование поршенька и измерение перепада давлений осуществляют следующим образом.

Поворотом каркаса 5 вокруг оси шарнира 7 индикаторной трубке 1, заправленной через пневмовводы 9 рабочей жидкостью в количестве, необходимом для формирования поршенька нужной длины, придается наклон, при котором жидкость перекрывает сечение трубки. При наклоне трубки в противоположную сторону от концевого участка трубки отделяется поршенек, который фиксируется в заданном исходном положении при помощи регулировочного винта 8.

В исходном положении микроманометра индикаторная трубка — в горизонтальном положении, поршенек размещен ближе к концу трубки, к которому будет подведено большее давление.

После создания в пневмовводах 9 измеряемого перепада давлений поршенек начинает перемещаться, при этом либо регистрируется время прохождения поршеньком определенного участка индикаторной трубки, либо вращением регулировочного винта 8 создается такой наклон каркаса 5, при котором поршенек останавливается, при этом сила, действующая на поршенек от перепада давлений, уравновешивается осевой составляющей веса поршенька. Измеряемый перепад из-за гистерезиса смачивания, а пренебрежимо малое изменение длины поршенька исключает необходимость введения в показания микроманометра поправки, учитывающей перемещение менисков поршенька вследствие испарения жидкости.

Предлагаемое конструктивное исполнение индикаторного элемента для образования в трубке поршенька на слое жидкости в виде отдельно изготавливаемых прямой трубки и переходников в отличие от способов оформления концевых участков трубки с поршеньком в известных микроманометрах, например, путем изгиба цельной трубки или ее запаивания при применении стеклянной трубки позволяет исключить практически неизбежную деформацию трубки в местах нагрева, которая усложняет (или делает невозможHIIM) формирование поршенька на слое жидкости и уменьшает допустимые по устойчивости поршенька углы наклона . трубки (а следовательно, диапазон измеряемых перепадов цавлений) или снижает чувствительность. Кроме того, для нолучения возможно больших допустимых углов наклона трубки целесообразно обеспечивать необходимое отношение площади зеркала жидкости к площади проходного сечения дроссельных шайб за счет входящего в переходники слоя жидкости, а не за счет альтернативного удлинения нерабочих концевых участков трубки.

Формула и з обретения

Микроманометр, содержащий два вер-. тикальных колена, соединенные в нижней части горизонтальной индикаторной трубкой с Размещенным в ней жидкостным поршнем, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен термостатирующим корпусом с основанием, сечение индикаторной трубки по обе стороны от жидкостного поршня частично заполнено жидкостью, идентичной жидкости поршня, вертикальные колена снабжены входными дроссельными шайбами, причем оба колена и индикаторная трубка помещены в термостатирующий корпус, установленный с возможностью наклона индикаторной трубки относительно основания и имеющий регулятор наклона в виде винта. з 128691 давлений определяется либо по времени г.рохождения поршеньком определенного частка индикаторной трубки, либо по углу поворота винта 8 посредством предварительной тарировки микроманометра.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает возможность измерения перепадов давлений порядка 10

10 мм вод.ст. при формировании 10 жидкостного поршенька из диэтилового эфира в стеклянных трубках с внутренними диаметрами 6-10 мм.Чувствительность капиллярной трубки прототипа непревышает 10 ммвод.ст.

Предлагаемый микроманометр конструктивно проще и имеет меньшие габариты по сравнению с известными устройствами с такой же чувствительностью, 20

Индикаторная трубка с поршеньком, образованным на слое жидкости, позволяет обеспечить большую чувствительность микроманометра по сравнению с

I известными микроманометрами с капиллярными индикаторными трубками, жидкостный поршенек в которых вписан в проходное сечение трубки, так как определяющая подвижность поршенька величина отношения площади к пери- ®0 метру поперечного сечения для поршенька, образованного на слое жидкости и имеющего форму сегмента, больше, чем для поршенька, имеющего форму круга, при равной высоте поршеньков. 35

Кроме того, в предлагаемом микроманометре поршенек скользит по слою жидкости, перемещающемуся под действием перепада давлений в ту же сторону, что и поршенек. 40

Установка на концах индикаторной трубки, частично заполненных индикаторной жидкостью, термостатируемых переходников с дроссельными шайбами при указанных соотношениях между 45 размерами отверстий в шайбах и площадью зеркала жидкости в переходниках позволяет повысить точность из- .

1 мерений по сравнению с известными микроманометрами такого же типа при 5р использовании для повышения чувствительности легкоиспаряющихся жидкостей или подогреве индикаторной жидкости, так как приближением парциального давления пара в полости трубки 55 к насыщенному состоянию обеспечивается сохранение пленки жидкости на внутренней поверхности трубки и таким образом исключаются погрешности