Датчик разности давлений

(51)5 6 01 1 7/06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) П.П.Кремлевский, Расходомеры и счетчики количества, Л., Машиностроение, 1989 гс. 188.Д.И.Агейкин и др., Датчики контроля и регулирования, М., Машиностроение, 1965 гс. 622, фиг. Ч 83. Изобретение относится к точному приборостроению, а именно к датчикам разности давлений (датчикам перепада давления, дифманометрам, реле разности давлений).Известны датчики типа "Сапфир" 1, снабженные плоской дисковой мембраной малого размера с полупроводниковыми тензорезисторными преобразователями и двумя гофрированными мембранами, образующими две полости, заполненные крем- неорганической жидкостью. Последняя передает давление на обе стороны чувствительной мембраны, изгибающейся в сторону меньшего давления, Эти датчики имеют ряд недостатков: сложность изготовления, нестабильность характеристик во времени и от температуры, Кроме того, конструкция содержит микроэлектронные схемы и гермовыводы, нагруженные рабочим давлением жидкости, что снижает надежность,Известно реле разности давлений 2, содержащее корпус с закрепленными в нем тремя мембранами. Мембраны расположеоя.й 2 ло 1763917 А 1(54) ДАТЧИК РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЙ (57) Использование: изобретение может быть использован с целью повышения точности измерений и надежности конструкций в датчике разности давлений. Сущность: датчик разности давлений содержит корпус 1 с тремя мембранами 2, 5, 6 и преобразователем перемещений, причем упругие мембраны выполнены соосно и параллельно и соединены в своих центрах стяжкой, причем средняя мембрана выполнена большей площади и меньшей толщины, чем боковые мембраны и расположена в плоскости симметрии датчика. 1 ил. ны соосно и параллельно друг другу и соединены между собой по центру штоком, Полости между первой и второй мембраной и второй и третьей сообщены соответственно с первым и вторым штуцерами. Преобразователь перемещения центра мембран расположен с внешней стороны полостей, нагруженных давлением измеряемой среды. Недостатком реле разности давлений является его низкая точность.Целью изобретения является повышение точности. Указанная цель достигается тем, что в нем вторая мембрана выполнена меньшей толщины и большей площади, чем первая и третья.На чертеже изображена схема датчика разности давлений.Датчик разности давлений содержит корпус 1 с отверстиями, подводящими давление Р 1 и Р 2, среднюю мембрану 2, разделяющую на две полости 3 и 4, боковые мембраны 5 и 6, соединенные со средней мембраной 2 стяжкой 7. На корпусе 1 истяжке 7 размещены элементы преобразователя перемещений 8 и 9 стяжки 7 относительно корпуса 1.Датчик работает следующим образом.При равенстве давлений Р и Рг в полостях 3 и 4 все элементы датчика нагружены равными и противоположно направленными силами, уравновешивающими друг друга. При этом мембрана 2 находится в среднем положении, а мембраны 5 и 6 удерживаются от симметричных относительно мембраны 2 перемещений стяжкой 27. При появлении разности давлений Р и Р 2 средняя мембрана упруго перемещается в сторону меньшего давления, упруго выгибая при этом стяжкой 7 мембраны 5 и 6, При смещении стяжки 7 на величину Х достигается равновесие между силой пропорциональной произведению разности давлений Р и Рг на разность площадей мембраны 2 и 5 и силами упругих деформаций мембран,Упругое смещение стяжки Х преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный разности давлений. В качестве преобразователя перемещений могут быть использованы индуктивные, струнные и другие датчики перемещений, включенные по дифференциальной схеме.Благодаря наличию соосно расположенных мембран и соединению их стяжкой, преобразователи перемещений оказываются полностью вынесенными из полостей, нагруженных давлением контролируемой среды или вспомогательной жидкости. Это повышает эксплуатационную надежность датчика, особенно необходимую в условиях добычи нефти и газа.В предложенном устройстве повышен ие точности достигается строго симметрич ной схемой, обеспечивающей тепловую ижесткостную симметрию датчика относительно средней мембраны, что позволяет эффективно использовать дифференциал ь н ы й метод преобразования перемещений 10 стяжки, исключая при этом погрешностиот полного давления, температуры датчика и др., симметричные относительно средней мембраны погрешности и удваивая крутизну сигнала; увеличенной чувст вительностью датчика к перепадудавления из-за увеличенной площади и уменьшенной толщины средней мембраны относительно крайних, Датчик не требует подрегулировок во время эксплуатации.20 Формула изобретенияДатчик разности давлений, содержащий корпус, в котором закреплены по своим наружным диаметрам первая, вторая и третья мембраны, причем мембраны распо ложены соосно и параллельно друг другу исоединены между собой по центру штоком, а полости между первой и второй мембранами и второй и третьей сообщены соответственно с первым и вторым штуцерами, при 30 этом преобразователь перемещения центрамембран расположен с внешней стороны первой, или третьей мембраны, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в нем вторая мембрана выполне на меньшей толщины и большей площади,чем первая и третья.1763917 Составитель В.ПоповТехред М,Моргентал дактор Т.Курко ректор А.Буча Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1 Заказ 3451 Тираж ВНИИПИ Государственного к 113035, МПодписноеитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССква, Ж, Раушская наб 4/5