Способ изготовления датчиков высокого давления

) 4 ННЫЙ НОМИТЕТ СССР РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ УДАРСТВЕ ДЕЛАМ ИЭ САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТВУ стидВТОЕСНОМУ СЕИД(71) Харьковский авиационный интут им. Н.Е. Фуковского"Ргос. 1 пС. СопГ, Ргой. Епк. Тосуо,1974". р. 1, То 1 суо, 974, 274-279,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДАТЧИКОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к конт"рольно-измерительной технике. Цельизобрвтения - расширение диапазонаизмерения динамическихдавлений. После изготовления упругого чувствительного элемента в виде стрежня из металла производят пластическую деформацию его на участке от торца, воспринимающего давление, до места закрепления тензореэисторов, равном5-20 диаметрам стержня. Деформацияпроисходит за счет многократногодействия на воспринимающий торец осевых импульсных давлений, величинакоторых превьппает предел пропорциональности материала стержня, с последующим закреплением тензореэисторовна его боковой поверхности путем наклейки. 1 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при изготовлении датчиков для измерения высокоамплитудных импульсных давлений.Цель изобретения - расширение диапазона измерения динамических давлений.На чертеже представлена диаграмма 10 (- Е(напряжение-деформация) материала стержня.Способ изготовления датчиков высокого давления заключается в том, что после изготовления упругого чувствительного элемента в виде стержня иэ металлического материала пластически деформируют его на участке от торца, воспринимающего давление до места закрепления тенэорезисторов, равном как правило 5-20 диаметрам стержня, путем многократного действия на воспринимающий торец осевых импульсных давлений, величина которых превышает предел пропорциональности материала 20 25 торцу стержня и т.д.При приложении к торцу стержня импульсного осевого давления по нему 40 распространяется со скоростью звука волна упругой деформации, вслед за которой с меньшей скоростью движется пластическая волна. Интенсивность последней падает по мере ее продвиже ния вдоль стержня. Поэтому нагружения повторяют несколько раз, пока зона пластической деформации не охватит указанный участок стержня. 50 Следует отметить, что по участку стержня, уже подверженному пластической деформации, интенсивность напряжений О при последующем нагружении с интенсивностью напряжений, равной либо меньшей б волна давления будет проходить как упругая.Суммарная энергия Л, которую необходимо затратить для пластической 55 стержня, с последующим закреплением тензорезисторов на его боковой поверхности, например путем наклейки.Для создания осевых импульсных давлений используется например подрыв в воде бризантного взрывчатого вещества вблизи воспринимающего торца стержня либо удар быстролетяшего тела по поверхности жидкости, являющейся в данных случаях передающей сре дой, либо непосредственный удар быстролетящего тела по воспринимающему деформации участка стержня, определяется выражениемА=6д,Г)где б - интенсивность напряжений;интенсивность деформаций;Ч - объем участка стержня.Тогда необходимое число нагружений стержня равноАи= -1где А, - работа, затрачиваемая надеформацию стержня эа однонагружение.Таким образом, если изготавливаемый датчик предполагается испольэовать для измерения давления Рнн(им ), большего, чем предел пропорциональности бп материала стержня,то участок стержня от воспринимающеготорца до места закрепления тензорезисторов должен быть подвержен пластической деформации с интенсивностьюнапряжений б, не меньшей чем ц .Снятие напряжений будет происходитьпо наклонной прямой, соответствующеймодулю упругости материала стержня.Последующие нагружения стержня будутпроисходить по этой же прямой до точки В, соответствующей 6. После создания и снятия напряжений О на укаэанном участке последний будет несколько утолщен, поэтому его диаметр либо возвращается к исходномумеханической обработкой, либо принимается в качестве расчетного вдальнейшем. Затем на боковую поверхность стержня наклеивают диаметрально-противоположно по меньшей мередва тенэореэистора и соединяют ихпоследовательно для компенсации иэгибных напряжений. После окончанияпроцесса склеивания датчик уже можноиспользовать для измерения давления,Однако прн каждом новом нагружениизона пластической деформации будетраспространяться вдоль стержня, ипри охвате всей длины последнего отего свободного торца отразится волнаразрежения интенсивностью бием , которая вследствие гистерезисного явления может вывести датчик из строя,т,е. ликвидировать эффект, достигнутый предварительными нагружениямиперед наклейкой,Для исключения этого явленияна свободном торце стержня можно установить узел рассеивания ( демпфер),4923 Составитель М. Жукоанко Техред М. Ходанич орректор В. Бутяг ор Заказ 6587/ 47 Подтвенного комитета СССРбретений и открытийЖ, Раушская наб.,Тираж НИИПИ Государ по делам иэ 13035, Москваное д. 4/5 дприятие, г, Ужгород оектная,3136 представляющий собой например сосуд со связующей средой.Поскольку акустическое сопротивление связующей среды близко к акустическому сопротивлению материала стержня, то волна давления пройдет без помех границу стержень - связующая среда и рассеивается в последней,П р и м е р. Выполнение датчика для давления 600 МПа.Для стержня диаметром 1 О мм из материала 30 Г предел прочности 60,у равен 550 МПа, а следовательно, предел пропорциональности 6 иц значительно меньше. Торец стержня помещают в камеру гидродинамической пресс-пушки ПЦи нагружают его давлением 800 МПа. После семи гидроударных нагружений зона пластической деформации интенсивностью напряжений 600 МПа распространяется на 63 мм, Этот участок стержня шлифуют и на расстоянии 160 мм от торца приклеивают диаметрально-противоположно два тензорезистора 2 ФКПА-50 ГВ, например с помощью лака ВЛ. После полимеризации лака на другой торец стержня устанавливают узел рассеивания, выоиэводственно-полиграфическо полненный в виде подогреваемой емкости с расплавом церебента.Предложенный способ позволяетсохранить линейность зависимостинапряжение - деформация за пределомпропорциональности исходного материала и позволяет увеличить предельную величину регистрируемого давле ния в 1,2-2,5 раза. Формула изобретения Способ изготовления датчиков высокого давления, включающий изготовление упругого чувствительного элементав виде стержня цилиндрической формыиз металлического материала и последующее закрепление тенэорезисторовна его боковой поверхности, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения диапазона измеряемых давлений, перед закреплением тензореэисторов стержень пластически деформи руют на участке, равном 15-20 диаметрам от торца подвергая его многократному действию осевых импульсныхдавлений, величина которых превышаетпредел пропорциональности материаластержня.