Датчик разности давлений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 1)4 С 01 1. 13/02 ГОСУДАРСТВ.".ННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ окимовимскийТрудо-иссленергети- Теплопри 71. Ули опуб/(71) Государственный орденавого Красного Знамени научнодовательский институт теплоэческого приборостроения "НИИбор"(56) 1. Патент США У 3618390кл, С 01 Ь 9/12, опублик. 192. Патент Великобритании1572814, кл. 6 01 Ь 13/04,к, 1976,(54) (57) ДАТЧИК РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЙ,содержащий корпус с двумя соединенными трубкой камерами, отделенными отизмеряемой среды мембранами и заполненными двумя несмешивающимися жидкостями, размещенный на трубке преобразователь перемещения поверхностираздела жидкостей, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, чувствительности иуменьшения габаритов, в нем трубкаи преобразователь размещены в однойиз камер, причем трубка выполненакапиллярной из гидрофобного материала.Изобретение относится к приборостроению, а именно к измерительнымпреобразователям давления,Известен дифференциальный датчик,содержащий корпус с внутренней полостью ограниченной двумя разделительными мембранами, заполненнойжидким диэлектриком и разделенной упругой мембранойимеющей на корпусепод разделительными мембранами по Оверхности с профилем, повторяющимпрофиль разделительных мембран (противоперегрузочные упоры), электроды,одним из которых является упругаямембрана, а два других расположены 15с зазором по обе стороны этой мембраны по спрофилированных в виде сферы поверхностях твердого диэлектрика, закрепленного на корпусе, ивиектриееские герыавыводы 111 .20Недостатком датчика являетсясложность конструкции. Кроме того,для увеличения его чувствительностинеобходимо увеличение площади упругой мембраны, выполняющей роль одйого из электродов, что ведет кувеличению ее массы и снижению виброустойчивости.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату ,к изобретению является датчик, содержащий корпус с двумя камерами, отделенными от измеряемой среды чувствительными мембранами. Камеры соединены между собой трубкой малого диаметра изаполнены несмешивающимися35 жидкостями с различной диэлектрической проницаемостью. Поверхность раздела жицкостей находится в средней части трубки.Под воздействием разности давлений, приложенных к мембранам, происходит смещение поверхности раздела жидкостей вдоль трубки. Это перемещение преобразуется в электрический 45 выходной сигнал с помощью преобразователя перемещения жидкости(например, емкостного), размещенного вблизи трубки, В зависимости от свойств жидкостей (магнитной проницаемости, 50 оптической прозрачности и т.п.) в качестве преобразователя перемещения могут быть применены индуктивные, оптические и т,п. преобразователи перемещения, в том числе и с визуальным отсчетом измеряемого параметра 2,Недостатком известного датчика является сравнительно низкие чувстгительность 11 ерегрузочное давлен 11 е, и точность, что обусловлено противоречивыми требованиями к толщине стенки и длине трубки (для увеличения чувствительности и точности толщину стенки необходимо уменьшить, а длину трубки увеличить, что снижает статическую устойчивость трубки к перегрузочному давлению (как к статическому, так и к перепаду давления),Целью изобретения является повышение точности, чувствительности и уменьшение габаритов.Указанная цель достигается тем, что в датчике разности давлений, содержащем корпус с двумя соединенными трубкой камерами, отделенными от измеряемой среды мембранами и заполненными двумя несмешивающимися жидкостями, размещенный на трубке преобразователь перемещения поверхности раздела жидкостей, трубка и преобразователь размещены в одной из камер, причем трубка выполнена капиллярной из гидрофобного материала.На фиг, 1 изображена конструкция предлагаемого датчика; .на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Устройство содержит корпус 1 с двумя камерами 2 и 3, две мембраны 4 и 5, две несмешивающиеся разнородные жидкости 6 и 7, которыми заполнены камеры 2 и 3, и трубка 8. С помощью трубки 8 сообщаются между собой камеры 2 и 3. Преобразователь 6 и 7 перемещения раздела двух жидкостей, выполненный в данном случае в виде емкости из двух обкладок 9 ,и 10 (например, напылением обкладокнепосредственно на диэлектрическую трубку 8) с гермовыводами 11, причемграница 12 раздела двух жидкостей .6 и 7 расположена преимущественно в редней части трубки 8. Для емкостого преобразователя перемещения ущественно, чтобы жидкости 6 и 7 имели различную диэлектрическую проницаемость. Такими жидкостями могут быть, например, масло и вода. Если трубка 8 прямая и некапиллярная, то датчик неустойчив к вибрациям и работоспособен только при положении, в котором трубка 8 вертикальна. Прямая трубка 8 не может быть больше нескольких сантиметров, что препятствует повышению выходного сигнала и точности. Поэтому предпочтительнее выполнить трубку 8 капиллярной в80712 Составитечь А. СоколовскРедактор Н, Пушненкова Техред М.Лароцай Корректор И. дейи Тираж 896 ИИПИ Государственно по делам изобретен 3035, Москва, Ж, аказ 5910/38В Подписное комитета СССР и открытииушская наб., д, 4 1 атент", г. Ужгород, ул. Проектная,Филиал ПП 3 11 виде спирали (например, плоской) для повышения длины хода границы 12 (а значит точности и выходного сигнала преобразователя 9, 10 и 11.Для полного исключения возможности перемешивания жидкостей б и 7 при быстрых изменениях измеряемого давления капиллярная трубка 8 должна быть выполнена из материала, несмачиваемого жидкостями б и 7 (например, из Аторопласта).Датчик работает следующим образом;Под воздействием разности давлений (Р 1 - Р ) мембраны 4 и 5 прогибаются и вытесняют жидкости 6 и 7. В результате граница 12 раздела сменяется вдоль трубки 8. Это приводит к изменению емкости обкладок 9и 10 преобразователя перемещенияграницы 2 жидкостей.5 Размещение трубки 8 не между, авнутри одной из камер, например вкамере 3, обеспечивает равенство,давлений внутри и снаружи трубки 8,что позволяет выбирать толщину труб О ки без, учета рабочего (статического)давления и использовать тонкостенную трубку 8, что, в свою очередь,обеспечивает максимальное приближение преобразовател перемещения к 15 границе раздела упомянутых жидкостей6 и 7, приводящее к повьппению чувствительности чатчика.