Датчик импульсного давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1/О 5)5 6 01 ИЗОБРЕТЕНЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР В 1137359, кл. О 01 1 7/08, 1983.Авторское свидетельство СССР М 1538064, кл. 6 01 1 7/00, 7/08, 1987.(54) ДАТЧИК ИМПУЛЬСНОГО ДАВЛЕНИЯ . (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области измерения максимального значения компоненты тенэора напряжений.в исследуемой среде. Цель изобретения - повышение точности измерения. С двух торцов цилиндрического(.ЯО, 1668878 А 1 корпуса 1 закреплены эластичные мембраны 2, между которыми установлена эластичная обойма 3, выполненная из материала с низким коэффициентом трения, Обойма 3 состоит из двух кольцевых пластин 4, на отверстиях которых закреплена оболочка 5, выполненная в виде полутора. Под действием давления мембраны 2 воздействуют на сыпучий зернистый хрупкий материал с равным размером зерен, раздробляя его. По относительной весовой доле зерен наименьшего размера судято величине импульсных напряжений. Конструкция датчика позволяет нагружать образец сыпучего зернистого материала центральной камеры 7 в условиях одноосного деформирования без влияния трения на стенках обоймы. 2 ил,упругости материала обоймы; Е,.и - модульупругости сыпучего зернистого хрупкого ма Изобретение относится к измерительной техникеа именно к области измерениямаксимального значения компоненты тензора напряжений в исследуемой среде,Цель изобретения - повышение точности измерения максимальных импульсных напряжений.На фиг,1 изображен датчик, общий вид; на фиг.2 - разрез А - А на фиг.1.Датчик содержит плоский жесткий цилиндрический корпус 1 с расположенной в центре его внутренней цилиндрической полостью; отделенной от исследуемой среды с помощью эластичных мембран 2. Мембраны установлены в корпусе заподлицо с двух его противоположных торцов, Во внутренней цилиндрической полости симметрично относительно оси размещена обойма 3 из полимерного материала с низким коэффициентом трения, выполненная в виде двух параллельно расположенных кольцевых пластин 4, по периметру отверстия которых закреплена оболочка 5, выполненная в виде полутора и армированная жесткими неразьемными кольцами 6. Обойма плотно примыкает к эластичным мембранам и делит внутреннюю полость на две герметичные камеры: центральную 7 и периферийную 8, полностью однообразно заполненных сыпучим зернистым хрупко разрушающимся материалом 9 одного заданного размера, При этом жесткость обоймы выбрана из соотношения ЕюЕ,зм, где Е ог - модуль териала,Для измерений импульсных напряжений датчик размещается в исследуемой среде и ориентируется в пространстве так, что интересующая компонента тензора напряжений направлена по нормали к его торцовой поверхности, При распространении импульсного воздействия в исследуемой среде в зоне располокения жесткого кольцевого корпуса 1 возникает местная концентра ция напряжениипротяженность которой от внутреннего диаметра корпуса по направлению к оси не превышает 0,1 радиуса датчика, остальная поверхность -эластичных мембран 2 подвергается действию истинных напряжений, вызванных в исследуемой среде внешним возмущением, Всеэто поле напряжений эластичными мембранами без искажений передается сыпучему зернистому хрупко разрушающемуся материалу 9 одного заданного размера, нагружая его в условиях одноосного деформирования вдоль жестких стенок кольцевого корпуса. Торовая часть поверхности обоймы 3 с центральной камерой 7 и заполняю 5 10 15 20 25 щим ее сыпучим зернистым материалом, находясь внутри области концентрации напряжений, выходит за пределы зоны ее действия, Концентрация напряжений в исследуемой среде воспринимается только сыпучим зернистым материалом периферийной камеры 8, развивая в нем более интенсивное напряженео-деформированное состояние, соответствующее процессу адноосного деформирования, которое к тому же искажается трением на жестких стенках кольцевого корпуса. Тонкостенная обойма, выполненная в виде оболочки вращения с формой внешней полуповерхности тора из полимерного материала с низким коэффициентом трения, имеет жесткость меньше, чем жесткость окружающего ее сыпучего зернистого м териала, и хорошо отслеживает все осевы деформации, связанные с переупаковкой и дроблением частиц сыпучего зернистого материала при его нагружении. В качестве зернистой среды может быть использован, например, кварцевый песок с частицами 0,45 - 0,50 мм.Трение на антифрикционных стенках обоймы центрального объема, связанное только с наличием микроподвижек частиц, очень мало и не влияет на процесс одноосного деформирования, Армированная кольцами 6 обойма 3 практически не расширяется в боковом направлении и воспринимает на себя разницу в напряженно- деформированных состояниях сыпучих зернистых материалов центрального и периферийного объемов.После нагружения датчик напряжения извлекают (далее все остальные операции проводят только с сыпучим зернистым материалом центрального герметичного объема), выявляют раздробленную часть сыпучего зернистого материала путем просеивания на ситах с квадратными ячейками, размер которых соответствует наименьшему размеру из диапазона размеров зерен исходного грансостава, и находят ее относительную весовую долю в исходной массе, по величине которой судят о величине импульсных напряжений,Величина импульсных напряжений определяется по степени разрушения образца хрупкого зернистого материала 9.Таким образбм, конструкция датчика позволяет нагружать образец сыпучего зернистого материала центральной амеры в условиях одноосного деформирования без влияния трения на стенках обоймы неискаженными напряжениями., возбуждаемыми в исследуемой среде внешними воздействиями. Относительная весовая доля раздробленной части этого образца используется1668878 ЕобЕс.эм,Составитель Е;ШваяТехред М.Моргентал Корректор Н,Корол олов едакт аз 2650 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 КНТ СССР дательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 зв для оценки величины действующих напряжений,Преимущество предлагаемого датчика по сравнению с известными техническими решениями состоит в том, что датчик практически не искажает напряженного состояния исследуемой среды и повышает точность измерений. Ошибка измерений максимальных импульсных напряжений не превышает 107 О, что применительно к твердым средам определяет высокую точность измерений,Формула изобретения Датчик импульсного давления, содержащий цилиндрический корпус, с двух торцов которого заподлицо с ними закреплены две эластичные мембраны и сыпучий зернистый хрупкий материал с равным размером зерен, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен тонкостенной обоймой из полимерного материала с низким коэффициентом трения, состоящей из двух параллельно расположенных кольцевых пластин, по периметру отверстия которых закреплена оболочка, 5 выполненная в виде полутора и армированная жесткими кольцами, причем обойма установлена в полости корпуса по оси его симметрии и образует две камеры, а каждая из кольцевых пластин закреплена на торце 10 корпуса, причем выпуклая сторона оболочки обращена к стенке корпуса, а сыпучий зернистый хрупкий материал размещен в обеих камерах корпуса, при этом жесткость обоймы выбрана из соотношения15 где Еоб - модуль упругости материала обоймы;20 Ес.зм - модуль упругости сыпучего зернистого хрупкого материала.