Датчик давления

.9010641 ОЮЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХЕСПУБЛИК 3(50 О 01 Ь 9/08 а:омд а ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВУ нь ОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ СССРНО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(ТИИ(46) 30.12.83. Бюл, 9 48 (72) В.И. Витевский, Ю.Д. Лысенко, Д.С. Устинов и Р.Ю. Юсупов(71) Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. акад. С.П. Королева (53) 531.787(088.8)(56) 1, Авторское свидетельство СССР 9 391428, кл. 0 01 Ь 9/08, 1975.2. Авторское свидетельство СССР Р 737798, кл, 0 01 Ь 9/08, 1980 (прототип).(54)(57) 1. ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий акустический волновод постоянного акустического сопротивления подлине с закрепленным на одном концеего стержневой части чувствительным пьезоэлементом, о т л и.ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений импульсныхдавлений большой длительности и уме,шения габаритов, волновод выполнен с участком замкнутой формы, соединенным со свободным концом стержневой части волновода, причем сопряжение стержневой части волновода с участкомзамкнутой формы вйполнено по касательной к профилю последнего.2. Датчик по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью измере, ния давления в .нескольких точках, он снабжен дополнительными стержневыми участками с пьезоэлементами, которые соединены с общим участком замкнутой формы по касательной к профилю последнего с одинаковым направлением примыкания стержневых участков волновода к участку замкнутой формы.й.иЮ3, Датчик поп. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения удобств монтажа и эксплуатаиии датчика, стержневой участок Е волновода соединен с участком замкнутой формы посредством гибкого й элемента.Ва1064170 которые соединены с общим участкомзамкнутой формы по касательной к профилю последнего с одинаковым направлением примыкания стержневых участков к участку замкнутой формы.С целью повышения удобства монтажа и эксплуатации датчика стержне" вой участок волновода соединен с участком замкнутой формы посредст, вом гибкого элемента, например проволок или лент из материала, акустическое сопротивление которого одинаково с другими участками волновода,На фиг, 1 изображена конструкция предлагаемого датчика", на фиг. 2 то же, вариант.Датчик давления содержит корпус 1, внутри которого расположен акустический волновод, состоящий из стержневой части 2 и участка 3 замкнутой формы. Акустический волновод изолирован от корпуса эластичными ,прокладками или заливкой 4. На одном конце стержневой части 2 волновода ,закреплен чувствительный элемент 5Другой конец стержневой части соединен с участком 3 замкнутой формы таким образоМ,что их сопряжение выполнено по касательной к профилю последнего.Для расширения универсальности датчика и обеспечения воэможности его монтажа в труднодоступных местах соединение стержневой части 2 волновода с участком 3 замкнутой формы выполнено посредством гибких элементов 6, например пучка проволок или,лент из материала с таким же акустическим сопротивлением, что и другие участки волновода.Датчик работает следующим образом.Волна давления воздействует на чувствительный элемент 5 датчика, проходит в стержневую часть 2 волновода, а затем непосредственно или через элемент б - в участок 3 замкнутой формы. Благодаря сопряжению стержневой части 2 волновода или гибкого элемента б с участком 3 замкнутой формы по касательной к профилю последнего волна проходит зону сопряжения без отражения. После прохода по участку 3 замкнутой формы волна давления приходит к зоне сопряжения под острым углом к волне, приходящей со стороны стержневой части 2 волноводаВ результате интерференции волн в зоне сопряжения образуется суммарная волна, распространяющаяся в том же направлении, что и волна, приходящая из стержневой части 2 волновода, т.е, в сторону участка 3 замкнутой формы. Процесс интерференции волн в зоне сопряжения участков волновода независит от длительности и интенсивности в пределах упругости материала,волновода, поэтому в предла 60 Изобретение относится к измерительной технике и предназначенодля регистрации быстропеременныхдавлений, в частности волн давления и параметров удара в широкомдиапазоне длительности процесса. 5Известны датчики для измеренияпараметров волн давления, в которыхдля увеличения полезной длительности регистрации процесса чувствительный элемент соединен со стержневым 10акустическим волноводом, имеющимпостоянйое сечение и акустическоесопротивление по длине 11.В таких датчиках полезная длительность регистрации ударного 15процесса ограничивается моментомприхода к чувствительному элементуотраженных волн от свободного концаакустического волновода.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является датчик давления, в котором акустический волноводвыполнен с участком в виде наборакоаксиальных цилиндров, соединенныхсо стержневой частью волновода насвободном конце. Расширение полезной длительности регистрации процессаи уменьшение габаритов датчика подлине достигаются за счет изменениянаправления распространения волн дав-З 0ления в акустическом волноводе припереходе от стержневой части к системе коаксиальных цилиндров 2 1.Однако суммарная длина волноводаограничивает полезную длительность 35регистрации, а при увеличении числакоаксиальных цилиндров значительновозрастают поперечные габариты датчика, что затрудняет применение рассматриваемого датчика при измерении 40поля давления в близко расположенных точках,Цель изобретения - повьыение точности измерений быстропеременных давлений в широком диапазоне длительности исследуемых процессов за счетустранения помех от отраженных волни уменьшение габаритов датчика.Поставленная цель достигаетсятем, что в датчике давления, содержащем акустический водновод постоянного акустического сопротивления подлине с закрепленным на одном концеего стержневой части чувствительнымпьезоэлементом, волновод выполненс участком замкнутой формы, соединенным со свободным концом стержневой части волновода, причем сопряжение стержневой части волноводас участком замкнутой формы выполнено по касательной к профилю последнего.Кроме того, с целью измерениядавления в нескольких точках, датчик снабжен дополнительными стерж-,невыми участками с пьезоэлементами, 65,Метелева Состав Техред орректор Г: Огар дакт ек но 11/44 Тираж 873ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб Заказ одпис СР д, 4/5илиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул. Проектная гаемом датчике отсутствуют внутрен-ние отражения, воздействующие на чувствительный элемент и искажающие регистрируемый сигнал.Предлагаемый датчик (см. фиг. 2) может эффективно использоваться для 5 измерения давления в нескольких точках (поля давлений)В этом случае чувствительные элементы 5, закрепленные на концах индивидуальных стержневых участков 2 волновода 10 по числу точек измерения, соединены с общим участком 3 замкнутой формы по касательной к профилю последнего с одинаковым направлением примыкания стержневых участков 2 к участку 5 3 замкнутой Формы.Использование предлагаемого датчика давления .позволяет обеспечить .качественную регистрацию ударных импульсов длительностью 10-300 мкс,обеспечивая при этом отношение сигнал/шум более 20 Кроме того, в процессе эксплуатации предлагаемого датчика уменьшаются трудозатраты на его иэготовле ние, монтаж и калибровку, так как . ,один датчик позволяет обеспечить измерение параметров волн давления в широком диапазоне длительности. указанные преимущества предлагаемого датчика в еще большей степени проявляются при измерении давления в нескольких точках поля давлений), когда в результате применения общего участка замкнутой формы достигается снижение материалоемкости и трудо" затрат, пропорциональное числу точек измерения.