Датчик давления
О П И С А Н И Е ()881551
ИЗОВРЕТЕН ИЯ
Сеюэ Соввтсиих
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (611 Èîïîëììòåëüíîå к авт. саид-ву Ф 549700 (22)Заявлено 31.03.80 (21) 2901192/18-10. с присоединением заявки 1Е(23) Приоритет
Опубликовано 15.11.81. бюллетень РВ 42 .Дата опубликования описания 17. 11.81 (51)M. Кл.
G 01 7/08
3Ьеударвтвекы11 квинтет
СССР
Io aesN иэобрвтвккй и аткуытнй (53) УДК531 ° 787 (088.8) (72) Автор изобретения
А. И. Щелоков (7!) Заявитель
Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (54} ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к датчикам давления с индуктивным преобразователем перемещения мембраны в электрический сигнал, По основному авт.св, У 549700 известен датчик давления, применяемый для динамических измерений давлений. Это устройство состоит из корпуса, выполненного в виде днища и разъемной крьЬаки, и плоской мембраны,прижимаемой съемным фпанцем и крепежными винтами 11, .
Для закрепления и натяжения тон- кой плоской мембраны используются профилированные поверхности днища н съемного фланца, выполненные в виде чередующихся кольцевых выступов треугольного профиля, днища входящих с зазором в соответствующие впадины съемного фланца, Для увеличения чувствительности необходимо применять мембраны из особо тонких материалов, например синтетических, типа лавсана.
Однако ввиду большой эластичности лавсановая мембрана закрепляется ненадежно и склонна к проскальзыванию при натяжении. Прн закреплении и натяжении мембраны из алюминиевых сплавов в кольцевых выступах треугольного профиля образуются складки, возможны разрывы материала, что нарушает герметичность датчика. С ростом радиуса
У выступа вероятность появления складок возрастает. При закреплении мембраны из эластичного синтетического материала возрастает вероятность проскальзывания вследствие недостаточной поверхности контакта материала мембраны с фланцем, это вызвано тем, что имеется значительный объем подмембранной полости, превосходящий по своей величине объем приемной трубки.
Целью изобретения является обеспечение надежного закрепления и натяжения ппоской тонкой мембраны, в том
88155
25 числе из эластичного синтетического материала.
Эта цель достигается тем, что в известном датчике давления профилированная поверхность первого фланца выполнена с периферийным кольцевым выступом прямоугольного сечения, профилированная поверхнос 1ь второго фланца — с периферийной кольцевой впадиной прямоугольного сечения, а кольцевые выступы треугольного профиля одного фланца и соответствующие кольцевые впадины треугольного профиля другого фланца выполнены соответственно с уменьшением по высоте и по глубине на величину, кратную толщине мембраны в направлении к центру, причем в первом фланце выполнено выступов на один больше, чем в другом впадин, а углы при вершине треуголь20 ного выступа и впадины выполнены в пределах 90-100
При меньших углах появляется опасность разрыва материала мембраны остроугольной вершиной выступа, При больших углах возрастает опасность проскальзывания материала мембраны иэ-за недостаточного усилия в местах изгиба мембраны и малого трения, .особенно в случае применения синтетического материала типа лавсана, Высота выступов и глубина впадин уменьшаются с уменьшением радиуса на величину, кратную толщине мембраны — h Kd", При такой закономерности изменения высот выступов H глубин впадин обеспечивается постепенное последовательное натяжение и закрепление мембраны, так как каждым последующим (от внешнего периферийного) выступом зак40 репляется и натягивается мембрана, частично закрепленная и натянутая предварительно предыдущим выступом.
На фиг„ 1 изображен датчик, общий вид; на фиг. 2 - схема закрепления и натяжения мембраны, Датчик давления включает индуктивный преобразователь 1 крышку корпуса 2, днище корпуса 3, играющее роль одного из фланцев, плоскую мембрану 4, другой съемный фланец 5, винты 6 и 7. Съемный фланец 5 и днище корпуса 3 соприкасаются по профилированной поверхности, образованной сочетанием прямоугольного выступа и впа- 55 дины 8, служащих для закрепления мембраны 4, треугольными выступами и впадинами 9 и 10 с углом при вершине
4
90-100, предназначенных для натяжения мембраны и окончательного ее закрепления в местах перегиба, и выступами 11 и 12, Выступ 12, воздействуя на мембрану, не только способствует ее натяжению, но и при соответствующем выборе высот выступов ll u
1..2 фиксирует положение мембраны относительно корпуса на определенном расстоянии. Зто позволяет свести к минимуму объем подмембранной полости и расширить динамический диапазон измеряемых давлений. Для замыканий магнитного потока индуктивного преобразователя 1 на мембрану 4 наносится ферромагнитный материал. При использовании в качестве индуктивного преобразователя катушек индуктивности от стандартного датчика ДД-10 датчик давления питается переменным током с частотой 10 кГц от индикатора давления ИД-2И. Под воздействием импульса, поступающего в подмембранную полость, плоская мембрана 4 смещается от положения равновесия, что приводит к изменению магнитного потока, Зто изменение преобразуется в выходной сигнал и фиксируется вторичным прибором, например, штейфовым осциллографом.
Проведенные испытания. партии экспериментальных датчиков показывают, что собственная частота датчиков с тонкими мембранами (0,01 мм)составляет 1450 — 1500 Гц, что.поэволяет регистрировать быстроменяющиеся давления с частотой до 400 Гц, с искажениями по амплитуде не более 77., Формула изобретения
1 . Датчик давления по ав т, св .
Ф 549700, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежного закрепления и натяжения плоской тонкой мембраны, п11офилированная поверхность первого фланца выполнена с периферийным кольцевым выступом прямоугольного сечения, профилированная поверхность второго фланца — с периферийной кольцевой впадиной прямоугольного сечения, а кольцевые выступы треугольного профиля одного фланца и соответствующие кольцевые впадины треугольного профиля другого фланца выполнены соответственно с уменьшением по высоте и по глубине на величину, кратную толщине мембраны в направлении к центру, причем в первом фланце выполнено выступов на один больше, чем в другом впадин.
Ниа У
У ю
Уес8. Г
ВНИИПИ Заказ 9956/64 Тираж 910
Подписное 1:и ..::i ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
2, Датчик по и, 1, о т л и ч а:— ю шийся тем, что углы при вер881551 6 шине треугольного выступа и впадины выполнены в пределах 90-100
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Ф 549700, кл. G 01 L 7/08, 28,04,75.
