Устройство для измерения колебаний давления

 

Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления паров, газов и жидкостей. Цель изобретения - расширение динамического диапазона и повышение помехоустойчивости. Сущность изобретения: устройство состоит из первого акселерометра 2, установленного на мембране , и второго акселерометра 3. установленного на стенке 1 контролируемого объема . Входы первого акселерометра 2 и второго акселерометра 3 подключены соответственно через первый 4 и второй 5 масштабные усилители, первый 6 и второй 7 полосовые фильтры на входы дифференциального усилителя 8. Выходдифференциального усилителя 8 подключен через анализатор 9 спектра на вход регистратора 10. При измерении на выходе первого акселерометра 2 формируется выходной сигнал, пропорциональный суммарному воздействию пульсации давления плюс впброускорение стенок объема. Одновременно выходной сигнал второго акселерометра 3 будет пропорционален только виброускорению стенок обьема, Выходной сигнал дифференциального усилителя 8 будет пропорционален только пульсациям измеряемого давления. Величина этого сигнала оценивается анализатором 9 спектра. 1 ил. С

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1 !) (5!)5 G 01 1 11/00 е

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4886133/10 (22) 28.11,90 (46) 07.12.92, Бюл, № 45 (71) Научно-исследовательский институт прикладной механики (72) А.И.Александров и В.Г,Терехов (56) Заявка ФРГ ¹ 2626784, кл, G 01 9/12, 1977.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1307256, кл, G 01 1 11/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ ДАВЛЕНИЯ (57) Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления паров, газов и жидкостей. Цель изобретения — расширение динамического диапазона и повышение помехоустойчивости. Сущность изобретения: устройство состоит из первого акселерометра 2, установленного на мембране, и второго акселерометра 3, установленного на стенке 1 контролируемого объема, Входы первого акселерометра 2 и второго акселерометра 3 подключены соответственно через первый 4 и второй 5 масштабные усилители, первый 6 и второй 7 полосовые фильтры на входы дифференциальногоо усил ителя 8. В ыход дифференциал ьного усилителя 8 подключен через анализатор 9 спектра на вход регистратора

10. При измерении на выходе первого акселерометра 2 формируется выходной сигнал, пропорциональный суммарному воздействию пульсации давления плюс виброускорение стенок объема. Одновременно выходной сигнал второго акселерометра 3 будет пропорционален только виброускорению стенок обьема, Выходной сигнал дифференциального усилителя 8 будет пропорционален только пульсациям измеряемого давления. Величина этого сигнала оценивается анализатором 9 спектра. 1 ил.

1779959 вокупному воздействию колебаний давле-®

Изобретение относится к измерению меняющагося давления паров, газов, жидкостей. Известно устройство для измерения меняющегося давления, содержащее мембрану, связанную с преобразователем перемещения мембраны в электрический сигнал, усилитель, подключенный к преобразователю, и регистратор (1).

Однако известное устройство имеет ограниченный частотный диапазон измерений, в том числе за счет значительных искажений в области резонансной частоты мембраны, Наиболее близким к прелагаемому устройству по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее акселерометр, установленный на упругом элементе — мембране и подключенный на вход анализатора спектра через последовательно включенные между собой усилитель, паласовой фильтр и регистратор (2).

К недостаткам известного устройства следует отнести ограниченный динамический диапазон измерений в области малых колебаний давления и низкая помехозащищенность, Это связано с тем, что выходной сигнал акселерометра пропорционален сония в контролируемом объеме плюс вибровозмущения стенки объема„в которой установлен акселерометр, вызванные, в том числе, вибрацией промышленного оборудования.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона помехозащищенности устройства.

Поставленная цель достигается за счет того, что известное устройство снабжено вторым аналогичным акселерометром, >кестко закрепленным на стенке объема в непосредственной близости от первого, вторым масштабным усилителем, вторым полосовым фильтром, дифференциальным усилителем, инвертируемый вход которого подключен к второму акселерометру через второй масштабный усилитель, второй полосовой фильтр, включенные между собой последовательно, неинвертируемый вход которого подключен на выход первого полосового фильтра, а выход дифференциального усилителя — на вход регистратора через анализатор спектра.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство для измерения колебаний давления в контролируемом объекте 1 состоит из первого акселерометра 2, установленного на мембране, выполненной за одно целое со стенкой объема 1. Второй акселерометр 3 жестко установлен на стенке объЬ

55 ема 1 в непосредственной близости от первого акселерометра 2 с помощью приспособления (не показано), Вы> оды первого 2 и второго 3 акселерометров подключены соответственно через первый 4 и второй 5 масштабные усилители, первый 6 и второй

7 полосовые фильтры на входы дифференциального усилителя 8. Причем на его неинвертируемый вход подключен вход первого полосового фильтра 6, а на инвертируемый — выход второго полосового фильтра 7. Выход дифференциального усилителя 8 подключен через анализатор спектра 9 на вход регистратора 10.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройства до заполнения контролируемого объема 1 средой, давление которой необходимо измерять, производится настройка устройства, Для этого необходимо установить дифференциальный усилитель 8 в режим вычитания сигналов и измерить его выходной сигнал анализатором 9 спектра. При этом регулировкой вторым масштабным усилителем 5 необходимо добиться по показаниям анализатора 9 спектра минимизации выходного сигнала дифференциального усилителя 8.

Таким образом обеспечивается парирование некоторых возможных различий чувствительности первого 2 и второго 3

BKceJlepoMeTpoB. При невозможности удаления среды из контролируемого объема 1. производится перезакрепление первого акселерометра 2 с мембраны на стенку объема, расположив его рядом с вторым акселерометром 3. После этого необходимо произвести все вышеописанные операции настройки устройства с последующим закреплением первого акселерометра 2 на мембрану.

Первый полосовой фильтр 6 при настройке и в процессе работы обеспечивает отсечение областИ значительных иска>кений сигнала, возникающих в районе резонансной частоты мембраны. Второй полосовой фильтр 7 настраивается на полосу пропускания первого полосового фильтра 6, обеспечивая таким образом прохождение сигналов второго акселерометра 3, пропорциональных вибрации стенки объема 1, в рабочем диапазоне частот мембраны.

После выполнения настройки устройства производится измерение колебаний давления в контролируемом объеме 1, При этом на выходе первого акселерометра 2 формируется выходной сигнал, пропорциональный суммарному воздействию на его чувствительный элемент пульсации измеряемого давления, приводящих к появлению

1779959

Составитель О.Полев

Техред М.Моргентал Корректор В.Петраш

Редактор Е.Савина

Заказ 4430 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 виброускорений, взаимозависимость которых определяется известной формулой плюс виброускорения стенок объема 1, возникающие от действия вибрации. Одновременно выходной сигнал второго 5 акселерометра 3 будет пропорционален только виброускорениям стенки объема от действия вибрации. В результате после прохождения этих сигналов соответственно через первый 4 и второй 5 масштабные 10 усилители, первый 6 и второй 7 полосовые фильтры они поступают на неинвертируемый и инвертируемый входы дифференциального усилителя 8. Так как дифференциальный усилитель 8 включен в 15 режим вычитаний, то его выходной сигнал будет пропорционален только пульсации измеряемого давления, Величина этого сигнала измеряется анализатором 9 спектра и фиксируется регистратором 10. 20

Формула изобретения

Устройство для измерения колебаний давления, содержащее мембрану, на которой закреплен первый акселерометр, подключенный на вход первого полосового фильтра через первый масштабный усилитель, анализатор спектра и регистратор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерения в область малых колебаний давления и повышения помехозащищенности, оно снабжено вторым аналогичным акселерометром с приспособлением для жесткого закрепления его на стенке контролируемого объема в непосредственной близости от первого, вторым масштабным усилителем, вторым полосовым фильтром и дифференциальным усилителем, инвертируемый вход которого подключен к второму акселерометру через последовательно соединенные второй масштабный усилитель и второй полосовой фильтр, неинвертируемый его вход соединен с выходом первого полосового фильтра, а выход подключен на вход регистратора через анализатор спектра.