Датчик разности давлений

(71) Научно-исследовательский институт физических измерений и Ленинградский государственный технический университет (72) Д.В.Лебедев. В.С.Моисейченко, В,В.Селифанова и О.С.Бачурина(54) ДАТЧИК РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЙ (57) Использование: при измерении давления в условиях криогенных и повышенных температур и больших отношениях статистического давления к разности давления. Сущность изобретения: датчик разности давлений содержит первую 1 и вторую 2 .рабочие мембраны с жесткими центрами. Первая рабочая мембрана с внутренней стороны является плоской. На внутренней стороне второй 2 рабочей мембраны а,1 и(л ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) равномерно размещены штыри-упоры 3. На плоской стороне мембраны 1 размещен тонкопленочный электроизолированный электрод 4 рабочего конденсатора С и электрод 5 эталонного конденсатора С, Рабочие мембраны 1 и 2 соединяются по периферии с двух сторон с пластиной 6, являющейся упором для них при перегрузке. На пластине 6 размещены зеркально симметрично тонкопленочные электроизолированные электрод 7 рабочего конденсатора и электрод 8 эталонного конденсатора. Рабочие мембраны 1 и 2 соединяются пластиной 6 с начальным зазором, определяемым толщиной колец 9 и 10. Для защиты электродов рабочего конденсатора от соприкосновения при перегрузке односторонним давлением на штыри-упоры надеты шайбы 11. Такая конструкция датчика позволяет повысить его перегрузочную споСобность; а) при одном центральном упоре в 2 раза, б) при одном центральном упоре и одном ряде штырей-упоров - в 41818563 11 = 212+ А где т 2 - толщина тонкопленочного электрода рабочего конденсатора;Ь- конструктивный допуск.Датчик работает следующим образом. При перегрузке односторонним давлением Р 1 рабочая мембрана 1 упруго прогибается и ложится через посредство шайбы 11 на Составитель О,ПолевТехред М.Моргентал Корректор М,Самборская Редактор Н.Коляда Заказ 1935 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Изобретение относится к области измерительной техники, а именно, к датчикам разности давлений жидких и газообразных сред с емкостным преобразователем давления в электрический сигнал, предназначенным для эксплуатации при повышенных и криогенных температурах и больших отношениях статического давления к разности. давления.Цель изобретения - повышение перегрузочной способности датчика разности давлений, работоспособного при криогенных и повышенных температурах,На чертеже изображен предлагаемый датчик разности давлений в разрезе. Датчик содержит первую 1 ивторую 2 рабочие мембраны с жесткими центрами. Первая рабочая мембрана с внутренней стороны является плоской. На внутренней стороне второй рабочей мембраны равномерно размещены штыри-упоры 3, На плоской сторо,не мембраны 1 размещен тонкопленочный электроизолированный электрод 4 рабочего конденсатооа Сх и электрод 5 эталонного конденсатора Со, Рабочие мембраны 1 и 2 соединяются по периферии с двух сторон с пластиной 6 являющейся упором для них при перегрузке, На пластине 6 размещены зеркально симметрично тонкопленочные электроизолированные электрод 7 рабочего конденсатора и электрод 8 эталонного конденсатора. Рабочие мембраны 1 и 2 соединяются с пластинойс начальным зазором, определяемым толщиной колец 9 и 10, равной или несколько большей перемещению рабочих мембран, вызываемому измеряемой разностью давления Л Р,Для защиты электродов рабочего конденсатора от соприкосновения при перегрузке односторонним давлением .на штыри-упоры надеты шайбы 11 с толщиной упорную пластину 6 большой жесткости,предохраняясь тем самым от пластическихдеформаций. Очевидно, что жесткость пластины 6 может быть выполнена сколь угодно5 большой, по крайней мере большей жесткости рабочих мембран в число раз, равноеперегрузке,При выравнивании давлений Р 1 и Р 2,действующих на рабочие мембраны 1 и 2,10 рабочая мембрана 1 снимается с упоровпластины 6 и начинается рабочий процессизмерения, При этом упругий чувствительный элемент образуется двумя рабочимимембранами, соприкасающимися штырями 15 упорами. Форма поверхности штырей-упоров предпочтительно сферическая и можетбыть сформирована после сборки датчика,путем подачи давлений Р 1 и Р 2.Число штырей-упоров определяется20 исходя из требований по перегрузочнойспособности. В первом приближении, приодном центральном упоре прогиб мембраны снижается в 2 раза,При одном центральном упоре и одном25 ряде штырей-упоров прогиб мембраны снижается в 4 = 256 раз.Ф о р мул а изобретен ияДатчик разности давлений, содержащий корпус, установленные в нем две мем 30 браны, и преобразователь деформаций, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения перегрузочной способности при воздействии одностороннего давления вусловиях криогенных повышенных темпера 35 тур, в нем одна из мембран с внутреннейстороны выполнена плоской, а на внутренней стороне второй мембраны равномерно: размещены штыри-упоры, между мембранами расположена введенная опорная пла 40 стина с жесткостью, превышающейжесткость мембран, выполненная с отверстиями для штырей-упоров, а преобразователь деформации выполнен в виде двух пар,зеркально расположенных тонкопленочных45 электроизолированных электродов рабочего и эталонного конденсаторов, размещенных соответственно на плоской сторонемембраны и обращенной к ней сторонеопорной пластины, причем на каждом из50 штырей с обеих сторон опорной пластиныустановлены введенные упорные шайбы.