Датчик давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК п 9) 8 О и) 51) 4 С 01 1 9/08 РЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕН АВТОРСКОМУ СВИ(71) Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР(56) Рэгланд и др. Пьезоэлектрический датчик давления с акустическим стержнем. - Приборы для научных исследований, 1967, У 6, с, 18-20.Блэкстон и др. Пьезоэлектрический датчик для измерения быстроменяющихся давлений. - Приборы для научных .исследований, 1964, В 1, с.108-114.(57) Изобретение относится к измерительной технике и обеспечивает возможность измерения давления расплавленного металла. Корпус устройствавыполнен из двух частей 6 и 8, вместе соединения которых размещенэлемент акустической развязки 4 ввиде герметизирующего уплотнения.Чувствительный элемент - пьезоэлектрик 1, прикрепленный к акустическомустержню 2, поджат передним акустическим стержнем 3. Рабочий конецчасти 6 корпуса опускается в жидкийметалл и после растворения заглушки12 производится замер давления завремя пробега акустической волнойдвойной длины заднего стержня 2,Сжатый инертный газ, подаваемый 1283558через патрубок с вентилем 13 в зазор 14, препятствует проникновению в него жидкого металла. 1 ил,Изобретение относится к измерительной технике, а именно к датчи-кам давления, предназначенным для измерения параметров гидроакустических волн.Целью изобретения является обеспечение возможности измерения давления расплавленного металла. ФНа чертеже изображен вариант выполнения датчика давления.Датчик давления состоит из дискового чувствительного элемента - пьезоэлектрика 1, прикрепленного к заднему акустическому стержню 2, выполненному из металла с акустическим сопротивлением, близким с пьезоэлект. риком 1. С другой стороны чувствительный элемент 1 поджат передним акустическим стержнем 3, закрепленным с помощью элемента 4 акустической развязки и уплотняющих гайки с шайбой 5 в верхней части сменного корпуса 6. Задний стержень 2 также закреплен с помощью другого элемен-та акустической развязки 7 в основной части корпуса 8 и снабжен центрирующей диэлектрической втулкой9. На торце корпуса 8 расположен коаксиальный разъем 10, центральный контакт которого электрически соединен с задним стержнем 2. Части корпуса 8 и 6 выполняют роль экрана и соединяются с помощью накидной гайки 11, Рабочий конец сменного корпуса 6 герметично закрыт заглушкой 12, толщина которой меньше толщины стенок корпуса 6 в 3-5 раза, а верхняя часть корпуса 6 снабжена патрубком с вентилем 13. Кольцевой зазор 14 между передним стержнем 3 и корпусом б заполнен инертным газом, например аргоном под давлением, равным произведению удельного веса жидкого ме талла на глубину погружения датчика. Передний стержень 3, сменный корпус 6 и заглушка 12 изготовлены из того же металла, что и расплав. Датчик давления работает следующим образом.1Рабочий конец сменного корпуса6 с заглушкой 12 опускают в жидкийметалл, обрабатываемый виброимпульсными методами, и после растворениязаглуйки 12 производят измерениядавления. Полное растворение заглуш ки 12 отражается на форме кривойдавления (увеличивается амплитуда,исчезают помехи), регистрируемой наэкране осциллографа, подключенногок датчику давления с помощью коак сиального кабеля и разъема. Сжатыйинертный газ не позволяет жидкому.металлу войти в зазор 14, не растворяясь и не входя в соединение срасплавом. Толщина стенок корпуса 22 6 достаточна, чтобы провести замердавления, и в то же время ана ненастолько велика, чтобы затруднитьработу с датчиком. При замере давления акустическая волна падает наоткрытый торец корпуса 6 с переднимстержнем 3, входит в них беспрепятственно и отражается от границы жидкого металла с газом. Распространя ясь по стержню 3, доходитдо чувст вительного элемента 1, частично от ражается (в зависимости от соотношения акустических сопротивленийматериала стержня 3 и пьезоэлектрика 1), проходит его и практическЫ 35 без отражения входит в задний стержень 2, Затем, отразившись от свободного конца стержня 2, возвращаетсяопять к элементу 1, За время пробегаволной двойной длины заднего акусти ческого стержня 2 осуществляют замер;давления без помех. При необходимости устранения этого ограничениявозможно использование известныхсредств - удлинение стержня 2 ка" 45 белем или снабжение его акустическойловушкой. Прохождение волной чувст,вительного элемента 1 сопровождается деформацией последнего и образоСоставитель В.КазаковТехред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар Редактор Н.Слободяник Заказ 7427/37 Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 12835 вание в результате действия пьезоэффекта на его противоположных поверхностях разности потенциалов, ко торая передается через передний акустический стержень, жидкий металл,.5 сменный и основной корпуса 6, 8 и через задний акустический стержень 2 на разъем 10, а затем по кабелю - на осциллограф.После окончания замеров отвинчи вают накидную гайку 11 с нимают основную часть корпуса 8 с задним стержнем 2, чувствительным элементоми центрирующей втулкой 9, затем извлекают элемент 4 с гайкой и шай бой 5, а сменный корпус 6 и передний стержень 3 может быть вставлен в жидком металле. Для повторения измерений берут другой экземпляр сменного корпуса 6 с заглушкой 12 и пе реднего стержня 3, закрепляют относительно друг друга с помощью элемента 4 и гайки с шайбой 5. Затем через патрубок с вентилем 13 в кольцевой зазор 14 подают инертный газ под 25 нужным давлением, вентиль 13 закрывают, состыковывают обе части корпусов 6, 8, вставляя сначала конец стержня 3 в центрирующую втулку 9,после чего датчик готов к следующимзамерам.Формула изобретения Датчик давления, содержащий корпус, в котором с кольцевым зазоромустановлен пьезоэлектрический диско"вый чувствительный элемент, расположенный соосно между передним и зацним акустическими стержнями, дваэлемента акустической развязки изэластичного диэлектрика, размещенныхв кольцевом зазоре между корпусом истержнями, а также коаксиальныйразъем, о т л и ч а ю щ.и й с я тем,что, с целью обеспечения возможностиизмерения давления расплавленногометалла, корпус датчика выполнен иэдвух частей, в одной из которыхрасположен передний акустическийстержень, элемент акустической развязки выполнен в виде герметизирующего уплотнения и размещен в местесоединения частей корпуса, а кольцевой зазор выполнен инертным газом,при этом другая часть корпуса снабжена патрубком с вентилем и герметичной заглушкой, установленной насвободном торце части корпуса,