Датчик давления грунта

СОЮЗ СООЕТСНИХШЮЗМпнесиикРЕСПУБЛИН 4 с 01 Е 9/10 ВСЕСОЖЗН.";Л-Ец; .,ПИСАН Е 2. и 3, расканавках, выположе 00 Ж 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬЗТПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР В 481803, кл, С 01 1 9/1 О, 1973,Авторское свидетельство СССР У 76447, кл. С 01 Е 9/1 О, 964. (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ ГРУНТА(57) Изобретение относится к измери тельной технике, в частности к индуктивным датчикам, и может быть ис пользовано для измерения давления в сыпучих и грунтовых средах с высокой точностью. Давление исследуемой среды прогибает крышки 6 и 7, вызывая изменение расстояний между ними и индуктивными обмоткамииными в кольцевых.ЯО 1493894 полненных в торцах цилиндрическогокорпуса 1 из ферромагнитного материала, соответственно. При этом полноесопротивление обмотки 2 увеличивается вследствие выполнения крышки 6из ферромагнитного материала, а полное сопротивление обмотки 3 уменьшается вследствие выполнения крышки 7из немагнитного металла, что регистрируется, например, с помощью мостовой схемы, Для создания большого модуля упругости датчика зазоры междукрышками 6,7 и корпусом 1 заполненызатвердевающим раствором 5. Для обеспечения герметичности датчика корпус 1 соединен с крышками 6 и 7 посредством тонкостенного цилиндра 8,а между ними расположены кольцевыепрокладки 4 из эластичного материала, 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике, в частности к индуктивным датчикам, и может быть использовано для измерения давления в сы 5 пучих и грунтовых средах,Целью изобретения является повышение точности.На чертеже изображен датчик давления, общий вид, разрез. 10Датчик давления содержит цилиндри"ческий корпус 1, выполненный из ферромагнитного материала, две индуктивные обмотки 2 и 3, уложенные в кольцевые канавки (проточки), выполненные 15на торцах корпуса 1, эластичные, например, резиновые, кольцевые прокладки 4, приклеенные к основаниям корпуса 1, схватывающийся затвердевающийраствор 5, например гипс или цемент 20с наполнителем, помещенный в зазормежду крышками 6 и 7 и корпусом 1,при этом крышка 6 выполнена иэ Ферромагнитного материала, напримерферрита, и приклеена к прокладке 4, 25а крьппка 7 выполнена иэ немагнитногометалла с большим удельным электрическим сопротивлением, например иэнержавеющей стали, и приклеена кпрокладке 4, а также тонкостенноецилиндрическое кольцо 8, выполненноеиэ латунной фольги и приклеенное кбоковой поверхности датчика,Обмотки 2 и 3 запитываются переменным напряжением от стабилизированного источника питания и подключаются к измерительной схеме, например мостовой, измеряющей разностьполных сопротивлений обмоток 2 и 3.Датс.ик давления работает следующим образом.Давление среды, в которую помещендатчик, через крышки 6 и 7 передается на схватывающийся раствор 5, который деформируется, в результате чего 45уменьшается расстояние между крышками 6 и 7 и основаниями корпуса 1.При этом полное сопротивление обмотки 2 вследствие уменьшения сопротивления ее магнитной цепи увеличивается, а полное сопротивление обмотки 3 уменьшается, так как уменьшается ее магнитный поток, иэ-за возрастания вихревых токов, наводимых вкрьппке 7, магнитный поток которых направлен встречно магнитному потокуобмотки 3. Так как сжатие схватывающегося раствора 5 соответствует области его упругих деформаций с линейной зависимостью "нагрузка-деформация, то разность полных сопротивлений обмоток 2 и 3, измеренная с помощью мостовой схемы, будет пропорциональна измеряемому давлению.Схватывающийся раствор 5 имеет относительно контролируемой среды большой модуль упругости и за счет его адгезии с крышками 6 и 7 и основаниями корпуса 1 датчик также приобретает большой модуль упругости, а дифференциальный способ измерения обеспечивает достаточную для последующих преобразований чувствительность.Так как схватываюшийся раствор 5 имеет линейный коэффициент теплового расширения примерно такой же, как и крышки 6 и 7, обладающие большой толщиной, то при колебаниях температуры будет отсутствовать коробление крьшск 6 и 7, жестко сцепленных с раствором 5, В датчике также отсутствуют полости, способствующие возникновению деформаций корпуса 1 и крышек 6 и 7 , все это способствует постоянству чувствительности датчика.Крышки 6 и 7 воспринимают давление среды всей своей наружной поверхностью, поэтому в датчике отсутствует явление "краевого эффекта".Датчик фиксирует давление, прикладываемое как к верхнему, так и к нижнему его основанию; в результате осуществляется осреднение измеряемого давления, что ослабляет проявление эффекта ориентацииКорпус 1 выполнен иэ Ферромагнитного материала с большой магнитной проницаемостью, например иэ электротехнической стали, Это позволяетуменьшить его магнитное сопротивление и увеличить магнитный поток обмотки 2 и 3.Соотношение компонентов раствора 5 (связующего вещества гипса или цемента, наполнителя - кварцевого песка, воды) подобрано таким, чтобы после затвердевания раствора 5 его мо 4 5 2 дуль упругости был равен 1 О - 10 кг/см .Крышка 6 выполнена из ферриъа, который имеет большую магнитную проницаемость и большее удельное электрическое сопротивление. Это позволяет уменьшить магнитное сопротивление крьппки 6 и при рабочей частоте питающего обмотку 2 напряжения, порядка 5-10 кГц, уменьшить практически доФормула изобретения Ф Датчик давления грунта, содержа" щий цилиндрический корпус иэ ферро Составитель М,ЖуковТехред М.Дидык Корректор А.Коэориэ Редактор М,Бандура Заказ 4094/39 Тираж 789. ПодписноеВНИИПИ Государствениого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 б 149 нуля вихревые токн, наводимые в крышке 6 магнитным потоком обмотки 2.Крышка 7 выполнена из немагнитно" го металла с небольшим удельным электрическим сопротивлением, например иэ нержавеющей стали, латуни, бронзы и др. Это позволяет увеличить магнитное сопротивление крышки 7 и увеличить вихревые токи, наводимые вкрышке 7 магнитным потоком обмотки 3.Крышки 6 и 7 выполняются с такой толщиной,при которой коробление их при изменении температуры в рабочем диапазоне практически отсутствует. 3894 Вмагнитного материала, на одном тор"Фце которого выполнена кольцевая канавка, в которую уложена первая нндуктивная обмотка, и первую крышкуиэ ферромагнитного материала, установленную с зазором относительноторца цилиндра, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышенияточности, он снабжен второй индуктивной обмоткой н второй крышкой иэнемагнитного металла, установленнойс зазором относительно второго торца цилиндра, при этом зазоры междукрышками и корпусом заполнены затвердевающим раствором, между крышкамии корпусом расположены кольцевыепрокладки иэ эластичного материала,а на втором торце цилиндра выполне на дополнительная канавка, в которую уложена вторая индуктивная обмот"ка.