Датчик давления

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности используется в горной промышленности, и предназначено для измерения постоянных , переменных и импульсных давлений в оптически прозрачных средах, например, при контроле взрывных волн. Цель изобретения - повышение точности измерения степени разрежения. В цилиндрическом корпусе 1 закреплен волоконно-оптический преобразователь 3, выполненный в виде излучающего и приемного световодов, на расстоянии h0 от внутренней поверхности мембраны 4. С наружной стороны мембраны установлен герметичный колпачок 5, образующий полость с постоянным давлением . При создании разрежения в полости 7 мембрана 4 перемещается к преобразователю 3, в связи с чем изменяется величина светового потока, падающего на приемные световоды,что является мерой величины давления. 2 ил. и СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„,1631 2 (gg)$ С 01 ?, 1! /00, 7/03

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУД АРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП!РЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4417966/10 (22) 29,04,33 (46) 28.02.91, Бюл. У 8 (71) Институт машиноведения им. А.А.Благонравова (72) И.С.Явелов (53) 531 .787 (033.8) (56) Патент США Р 3530082, кл. G 01 1 7/08, 1969.

Явелов И.С, Малогабаритный оптико-механический датчик гидродинамических давлений. Инф. листок ГОСИИТИ, 1930. !! 75-30, с.б. (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности используется в горной промышленности, и

: предназначено для измерения постоян— ных, переменных и импульсных давлеИзобретение относится к измери— тельной технике, в частности используется в горной промышленности, и предназначено для измерения постоянных, переменных и импульсных давлений в оптически прозрачных средах, например, при контроле взрывных волн.

Цель изобретения — повышение точности измерения степени разрежения.

На фиг.1 изображен датчик давления; на фиг,2 — характеристика его волоконно-оптического преобразователя, Устройство содержит цилиндрический корпус 1, перфорированный радиальными отверстиями 2. В корпусе за- фиксирован волоконно-оптический поений в оптически прозрачных средах, например, при контроле взрывных волн.

Цель изобретения — повышение точности измерения степени разрежения. В цилиндрическом корпусе 1 закреплен волоконно-оптический преобразователь

3, выполненный в виде излучающего и приемного световодов, на расстоянии

h от внутренней поверхности мембрао ны 4. С наружной стороны мембраны ус тано влен г ерме тичный к олп ачок 5, образующий полость с постоянным давлением. При создании разрежения в полости 7 мембрана 4 перемещается к преобразователю 3, в связи с чем изменяется величина светового потока, падающего на приемные светов оды, что является мерой величины давления.

2 ил. образователь 3, выполненный в виде излучающего и приемного световодов, который расположен на расстоянии hz от внутренней зеркально отражающей поверхности мембраны 4, закрепленной с торца корпуса. С наружной стороны мембраны установлен герметичный колпачок 5, образующий полость с постоянным давлением. Резьбовая пробка

6 закреплена на корпусе 1 и фиксирует датчик в контролируемой полости 7. Соединение герметизирует прс кладка д.

Ус тройс тво работает следующим образом.

1!ри создании разрежения в полости

7 мембрана начинает приближаться к!

1631329 преобразователю 3, так как полость корпуса 1 связана с полостью 7 радиальными отверстиями. Характеристика преобразователя (зависимость выходного сигнала U и от расстояния h) зависит от расположения и количества световодов и формируется следующим образом. Световой поток от внешнего источника подается к мембране 4 че- 10 рез световоды 3, Отражаясь от мембраны, он вновь попадает в световоды 3 и подается на фоторегистрацию.Величина отраженного потока зависит от расстояния h (т.е. прогиба мембраны), fg так как световод излучает,и воспринимает свет торцами в пределах апертурного угла. Световоды 3 могут быть разделены на две группы приемную и осветительную, а могут одновременно 20 выполнять обе функции. В последнем случае для фотодетектирования на пути отраженного потока после световодов устанавливают наклонное полупрозрачное зеркало, а характеристика име- 25 ет плавно убывающий характер пропорционально величине 1/h .

В случае разделения световодов на два канала приемный и осветительный излучатель и фотодетектор уста- 30 навливают у торцов соответствующих групп, а характеристика имеет более сложную двускатную форму (фиг.2).

Когда световод примыкают к мембране (11 = 0)g выходной сигнал равен нулю ° 35

При увеличении h все большая часть приемных световодов засвечивается отраженным коническим потоком и сигнал растет, достигая максимума. Далее, если приемные и осветительные световоды перемешаны, то при росте h образуется зона нечувствительности к перемещению, вследствие засветки более отдаленных приемных волокон.

Затем сигнал убывает, как и в преды- 45 дущем случае, .пропорционально 1/h

Исходная рабочая точка 9 расположена на нерабочем участке преобразователя на расстоянии ho поэтому реакция на прогиб мембраны первоначально отсутствует. Затем уровень разрежения достигает величины, подлежащей измерению. При этом преобразователь выходит на линейный рабочий участок (точки 10-11), где показания в требуемом диапазоне давлений снимаются с максимальной точностью, 11ембрану рассчитывают, исходя из измеряемого диапазона давлений, длины рабочей ветви, характеристики преобразователя, а также по прочности из общего ее прогиба при разрежении.

Использование предлагаемого устройства позволяет обеспечить сокращение времени расшифровки записей процессов вследствие более точной регистрации, а также уменьшение габаритов и веса прибора за счет упрощения усилительного тракта.

Формула. изобретения

Датчик давления, содержащий полый цилиндрический корпус, на торце которого закреплена мембрана с зеркальной отражающей поверхностью и волоконнооптический преобразователь перемещений, выполненный в виде световодов, торцы которых расположены в полости корпуса напротив мембраны с зазором относительно нее, о т л и ч а ю щ и Йс я тем, что, с целью повышения точности измерения равряжения, в нем корпус снабжен колпачком, установленным на его торце снаружи мембраны с образованием герметичной полости, при этом на цилиндрической поверхности корпуса выполнены отверстия для сообщения полости, в которой размещены торцы световодов с источником измеряемого давления °

1631329

7 2

Составитель Е.Швая

Техред Л.Сердюкова

Корректор M,Максимишинец

Редактор И,Сегляник.Заказ 536

Подписное.

Тираж 344

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101