Преобразователь давления

ОП ИСАНИ ЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,742734 Союз СоветскихСоциалистическиеРеспублик(53) УДК 531, .787 (088.8) Дата опубликования описания 27.06.80(72) Авторы изобретения В, М, Макаров, В. В. Малов и П. А. филимонов Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно- физический институт(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к устройствамдля измерения давления газов.Известны акустические преобразователи давления 11,Наиболее близким по технической сущ 5ности к изобретению является устройство,содержащее мембрану и расположенную наодной ее стороне поверхностно-акустическую волновую (ПАВ) структуру 2.Недостатком известного устройстваявляется невозможность измерения малыхдавлений,Бель изобретения - расширение диапазона измерения давления.Поставленная цель достигается тем,что на другой стороне мембраны установлен пленочный резистивный нагреватель. Расширение рабочего диапазона измерительного преобразователя основано на использовании зависимости коэффициента теплопроводности газов от давления в области остаточных давлений (менее 1 мм рт. ст). 2В области абсолютных давлений газа р свыше 1 мм рт.ст. изменения частоты генератора обусловлены зависимостью времени задержки ПАВ от величиныдефо маний мембраны. В области давлений газа менее 1 мм рт. ст. деформации мембраны практически отсутствуют, юнако существенной становится зависимость коэффициента теплопроводности газа от давления, что приводит к изменению температуры, а следовательно, и выходной частоты преобразователя.На чертеже изображен преобразователь давления.Измерительный преобразователь состоит из мембраны 1, на поверхности которой расположена ПАВ структура 2. На противоположной поверхности мембраны расположен резнстивный пленочный нагреватель 3. ПАВ структура включена в качестве частотно задающего элемента автогенератора 4. Выходным сигналом является изменение частоты автогенератора.Преобразователь давления, содержаший мембрану и расположенную на одной25 ее стороне поверхностно- акустическуюволновую структуру, о т л и ч а ю -ш и й с я тем, что, с целью расширениядиапазона измерения, на другой стороне,мембраны установлен резистивный пленочный нагреватель.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США % 3,978,731,кл. 73-407 опублик. 25.02.74,2. Родер, Каллен. Датчики давленияи температуры, использующие поверхностные акустические волны ТИИЭР, М.1076,т. 64, % 5, с. 226-228 (прототип). 3 7427 3Устройство работает следующим образом,В диапазоне свыше 1 мм рт.стизмеряемое давление деформирует мембрану 1. Вследствие изменения геометрических размеров и вариации упругихсвойств мембраны изменяется скоростьраспространения поверхностных акустических волн, возбуждаемых преобразователями. Это приводит к изменению 1 Очастоты автогенератора 4. В областидавлений более 1 мм рт.ст. коэффициент теплонроводности измеряемогогаза практически постоянен, и, следовательно, температура преобразователяне 15зависит от давления, а определяется лишьвеличиной мощности, подводимой к нагревателю от источника электрического йапряжения.В диапазоне давлений менее 1 ммрт.ст.2 Одеформаций мембраны не происходит, однако температура измерительного преобразователя становится зависимой от коэффициента теплопроводности газовойсреды, давление которой измеряется.Изменения теплопроводности, обусловленные измеряемым давлением газаприводят к изменению температуры мембраны 1, и в силу температурной зависимости времени задержки ПАВ изменяется выходная частота автогенератора 4.Выходная частота автогенератора вэтой области давлений не зависит оттолщины мембраны.Выбором материала мембраны можнообеспечить большую температурную чувствительность времени задержки ПАВ,т.е. обеспечить высокую чувствительность 4физмерительного преобразсвателя в области малых давлений газа (например, для кварца термочувствительным является УХ-срез). Кроме того, крутизну преобразования давление-частота можно в широких пределах варьировать эа счет изменения электрической мошности рассеиваемой в реэистивном пленочном нагревателе 4.Предлагаемое устройство расширяет рабочий диапазон преобразователей в область остаточных давлений газа беэ изменения геометрических размеров мембраны и позволяет производить измерения при помощи одного и того же преобразователя в диапазоне давлений от 10мм рт.ст. до десятков атмос- фер формула изобретения