Устройство для динамической градуировки датчиков давления в жидкости

ОП КСАН ИЕ >685941

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СЗИДИТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.12.76 (21) 2437034, 18-10 (51)M. Кл.

G 01 (7, 00 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный квинтет

СССР ва делам нэобретеннй н открытнй (23) Приоритет

- 4; ;,53) УДК 531.787 (088.8)

Опубликовано 15.09.79. Бюллетень ¹

Дата опубликования описания 15.09.:9 (72) Авторы изобретения

Г. К. Ведешкин и В. В. 11",ггу1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ГРАДУИРОВКИ

ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ В ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к приборостроению, в частности, к устройствам для градуировки датчиков давлення.

Известны устройства для динамической градуировки датчиков давления, основанные на

5 применении пульсаторов, возбуждающих колебания давления в жидкостной или газовой среде либо путем периодического изменения проходного сечения потока этой среды, либо путем периодического изменения объема полости, в ко.

1О торой находится средами

Градуировка датчиков на таких устройствах при больших значениях амплитуды и частоты колеогний требует пульсаторов большой мощности, с большими габаритами и весом, что являет15 ся серьезным препятствием для получения достаточно широких диапазонов градуировки по амплитуде и частоте. Кроме того, возбуждаемый сигнал содержит посторонние частоты и шумы, уровень которых возрастает с увеличением частоть; колебаний, чго снижает точность градуировки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к лредлагаемому устройству является устройство для динамической градуировки датчиков давления, которое содержит пульсатор и полуволновой резонатор, работающие на воздухе (2).

Полуволновой резонатор, который представляет собой цилиндрическую полость перыенной длины, усиливает возбуждаемые иульсатором колебания давления и повышает частоту сигнала.

Но коэффициент усиления полуволнового резонатора мгл, поэтому указанньге выше недосгlt.ки сохраняются и в такого рода устройствах.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона градуировки по амплитуде и частоте.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем пульсатор и полуволновой резонатор, на торцевой стенке полуполнового резонатора жестко закреплена центробежная форсунка, телескопически раздвигаемый корпус которой, состоягций из сопла и камеры закручивания, через тангенциальные каналы, выполненные в ее стенке, соединен с полостью предфор. суночной камеры, стенки которой жестко соединены со стенками камеры закручивания, при этом

685941

4Р

Ф предфорсуночная полость соединена трубопроводом с источником жидкости, а штуцера для подсоединения исследуемого и контролируемого датчиков расположены по стенке предфорсуночной полости.

Предфорсуночная камера устройства выполнена в виде цилиндра и размещенного внутри него подвижного поршня. Полость газового вихря форсунки вып;лняст функции четйертьволнового резонатора, а предфорсуночная полость с тангенциальными каналами форсунки выполняет функции резонатора Гельмгольца. Последнее достигается при совпадении частоты колебаний, задаваемой пульсатором, с собственными частотами присоединенных резонаторов где v!,vq — собственная частота четвертьволнов вого резонатора и резонатора Гельмгольца (соответственно), С, Сж — скорости звука в воздухе и жидкости (воде) соответственно; — длина форсунки; — длина тангенциальных каналов фор сунки;

V — объем тангенциальных каналов;

V — объем предфорсуночной полости

Изменяя объем предфорсуночной полости и длину форсунки, можно в широких пределах изменять амплитуду колебаний давления.

Высокая избирательность и добротность присоединенного сдвоенного резонатора дают возможность выделять из генерируемого пульсатором сигнала более высокие гармоники и усиливать их в присоединенных резонаторах до требуемой величины, что позволяет расширить диапазон градуировки по частоте.

На фиг. 1 приведен пример выполнения предлагаемого устройства для динамической градуировки датчиков давления: на фиг. 2 — 5 — осциллограммы колебания давления в полости полуволнового резонатора и в жидкостной предфорсуночной камере.

Устройство включает в себя пульсатор 1, основными элементами которого являются подвиж ный диск 2 и неподвижный диск 3. К неподвижному диску 3 присоединен полуволновой резонатор 4, ограниченный трубами 5 и 6, причем имеется возможность перемещения трубы 6 относительно трубы 5 для изменения длины этого резонатора. К торцовой стенке трубы 6 жестко присоединена центробежная форсунка 7, которая имеет телескопически раздвигаемый корпус, состоящий из сопла 8 и камеры закручивания 9.

При подаче воды в форсунку в ней образуется

i0 !

З0

35 0

55 полость газового вихря, ограниченная поверхностью закрученного потока воды и торцовой стенкой форсунки. Эта полость выполняет функции четвертьволнового резонатора. Входные тангенциальные каналы форсунки, выполненные в стенке камеры 9, соединяют ее с полостью предфорсуночной камеры 10. Предфорсуночная полость вместе с тангенциальными каналами форсунки выполняет функции резонатора Гельмгольца. В стенке камеры 10 имеется канал 11 для подачи в полость воды и установлены исследуемый датчик 12 и контрольный датчик 13. Объем предфорсуночной камеры 10 можно изменить путем перемещения поршня 14. Воздух в устройство поступает по каналу 15, а небольшая часть воздуха (5-10%) подается по каналу 16 с целью предотвращения скопления воды в резонаторе 4. Смесь воздуха и воды выходит из устройства по каналу 17, Устройство работает следующим образом.

Вначале производят настройку устройства на заданную частоту. Для этого трубу 6 перемешают относительно трубы 5 и устанавливают такую длину полуволнового резонатора 4, чтобы заданная частота колебаний v была равна или кратна собственной частоте полуволнового резонатора 4, определяемой по формуле

С 4. гЕ, (3) где С вЂ” скорость звука в воздухе, (— длина полуволнового резонатора 4.

Затем при помощи поршня 14 изменяют объем предфорсуночной полости 10 и доводят его до величины, определяемой по формуле (2), После этого путем перемещения камеры 9 относительно сопла 8 устанавливают значение длины форсунки, удовлетворяющие формуле (1), чем достигается настройка полости газового вихря форсунки как четвертьволнового резонатора.

При этом собственные частоты присоединенных резонаторов v, и v в формулах (1) и (2) принимают равными заданной частоте v.

После настройки устройства в него по каналам 15 и 16 подают воздух, а по каналу 11воду, Одновременно приводят во вращение подвижный диск 2 пульсатора 1 и доводят число его оборотов до величины

Y ! ч и где и<> — число отверстий в диске 2. При этом в потоке воздуха, проходящем через пульсатор возбуждаются колебания давления заданной частоты v, которые передаются в предфорсуночную камеру 10 и последовательно усиливаются вначале полуволновым резонатором 4, затем газовым вихрем форсунки 7, который выполняет функции четвертьволнового резонатора, и окончательно— предполостью форсуночной камеры 10, которая вместе с тангенциальными каналами форсунки

685941

Формула изобретения

789 g1G выполняет функции резонатора Гельмгольца.

При усилении колебаний давления в трех последовательно соединенных резонаторах они приобретают правильную синусоидальную форму. Значения параметров настройки Q, V и Гф уточняют в процессе эксперимента, наблюдая на экране осциллографа за величиной сигнала контрольного датчика 13.

После окончательной настройки устройства производят градуировку датчика 12 известным способом.

Устройство для динамической градуировки датчиков давления в жидкости, содержащее пульсатор и полуволновый резонатор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона градуировки по амплитуде и частоте, в него введена жестко закрепленная на торцовой стенке полуволнового резонатора центробежная форсунка, телескопически раздвигаемый корпус которой, состоящий из сопла и камеры закручивания, через тангенциальные каналы, выполненные в ее стенке, соединен с полостью предфорсуночной камеры, стенки которой жестко соединены со стенками камеры закручивания, при этом предфорсуночная камера соединена трубопроводом с источником жидкости, а штуцера исследуемого и контрольного датчиков расположены на стенке предфорсуночной камеры.

2. Устройствопо и. 1,отличающее с я тем, что предфорсуночная камера выполнена в виде цилиндра и размещенного внутри него подвижного поршня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Современные средства для градуировки измерительных преобразователей переменного давления", Госстандарт СССР, М., 1975.

2. Авторское свидетельство СССР Х 200830, кл. G 01 L 27/00, 1967.

685941

Составитель О. Сафонов

Техред М. Келемеш Корректор Г.Решетник

Редактор Н. Коган

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

Заказ 5450/43 Тираж 1090 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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