Датчик давления

(5 САНИЕ Б Т И К АВ титут скии ителям увстви- реобраГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССМ 823913, кл, О 019/12, 1978.(54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к изм газового давления с мембранным тельным элементом и емкостным Изобретение относится к измерителям давления газовых сред с мембранным чувствительным элементом и емкостным преобразователем.Известны датчики давления, содержащие плоскую мембрану и цилиндрический корпус, выполненные из диэлектрического материала, подвижную и неподвижную части емкостногп преобразователя, расположенные соответственно на мембране и основании корпуса.В таких датчиках мембрана и корпусные части, выполненные, например, из кварца, расположены с относительно малым зазором друг относительно друга. Это создает значительный демпфирующий эффект, что ухудшает динамические характеристики, хотя мембрана и предохраняется от разрушения при перегрузочных давлениях, поскольку основание корпуса образует упор,Целью изобретения является улучшение динамических характеристик и повышение надежносги. 1778575 А 1 зователем и позволяет улучшить динамические характеристики и повысить надежность. Датчик имеет цилиндрический сварной кварцевый корпус с мембраной и основанием с уступом, образующим предохранительный упор для мембраны. Электроды емкостного преобразователя нанесены соответственно на основании со стороны, противоположной мембране, и на саму мембрану. На уступе выполнены радиальные углубления, которые позволяют исключить эффект "залипания" мембраны и снизить степень демпфирования воздушного зазора между мембраной и уступом. 4 ил. Цель достигается благодаря тому, что в датчике давления, содержащем цилиндрический корпус и плоскую мембрану, выполненные из диэлектрического материала, подвижную и неподвижную части электродов емкостного преобразователя, расположенные соответственно на мембране и основании корпуса, нэ упомянутом основании корпуса со стороны, обращенной к мембране, выполнена кольцевая проточка, образующая плоский уступ и сквозное осевое отверстие, соединенные между собой радиальными углублениями, выполненными на поверхности уступа. а неподвижная часть электродов емкостного преобразователя расположена с противоположной от мембраны стороны основания,На фиг.1 изображена схема датчика; на фиг.2 - вид по стрелке А в разрезе датчика; на фиг.3 - вид по стрелке Б в разрезе датчика; на фиг,4 - вид по стрелке В., На плате 1 (фиг,1) закреплен цельносваренный кварцевый узел датчика, имеющий цилиндрический корпус 2 и относительномассивное цилиндрическое основание 3, и мембрану 4, Кварцевый узел крепится к корпусу периферийной частью основания 3, имеющего в своей центральной части уступ 5 и сквозное осевое отверстие 6. Кроме этого на основании 3 со стороны, противоположной уступу 5, нанесены электроды 7 (фиг.1, 4) ем костного преобразователя перемещения центра мембраны, На мембране 4 со стороны, обращенной к уступу 5, нанесен . электрод 8 (фиг, 1, 3) емкостного преобразователя. Кварцевый узел охвачен защитным тонкостенным кожухом 9 с отверстием 10 в верхней части, через которое и осуществляется связь кварцевого узла с газовой средой, На плате. 1 со стороны, противоположной креплению кварцевого узла 2, установлены кварцевый резонатор 11 и автогенератор 12, которые подключены к электродам 7 и закрыты жесткой крышкой 13, образующей 1 герметичный обьем. Для снижения отрицательного последствия скачков давления газа через отверстие 10 с внутренней стороны кожуха 9 установлена предохранительная ажурная пластина 14, имеющая перед отверстием 10 сплошную центральную часть 15. Поверхность уступа 5 основания 3 имеет зазор с мембраной в единицы мкм, при этом на поверхности уступа 5 выполнены радиальные углубления 16 (фиг.2), сообщающие кольцевую полость 17 с осевым отверстием 6.В датчике предусмотрена возможность получения релейного сигнала о предельном давлении, для чего на уступе 5 в центральной части нанесены электроды 18, замыкаемые электродом 8 мембраны.Датчик давления работает следующим образом.При поступлении газовой среды через отверстие 10 силовое равновесие мембраны 4 нарушается, при этом деформация мембраны приводит к изменению емкости между электродами 7 и 8 и соответственно к изменению частоты резонанса колебаний кварцевого генератора. При резких изменениях давления, например в случае аварийной разгерметизации газовых магистралей,5 10 15 20 25 30 35 40 45 зазор между мембраной 4 и уступом 5 основания 3 выполняет роль воздушного демпфера, препятствующего ударам мембраны об основание. Однако благодаря тому, что газ протекает по каналам-углублениям 16, соединяющим отверстие 6 и полость 17, удается избежать эффекта "залипания" мембраны и снизить степень демпфирования, что расширяет частотный диапазон измерения в область высоких частот, Выбирая глубину, число и протяженность каналов-углублений на основании, можно получить оптимальную степень демпфирования, исключающую жесткий удар мембраны. При статических перегрузочных давлениях мембрана ложится на уступ и не испытывает разрушающей нагрузки.Выполнение неподвижной части электродов емкостного преобразователя на основании со стороны, противоположной мембране, позволяет повысить линейность выходной характеристики и защитить эти электроды от механических повреждений.В таком датчике сочетаются уникальные свойства кварцевого стекла и кристаллического кварца с высокой надежностью работы и хорошими динамическими характеристиками.Формула изобретения Датчик давления, содержащий цилиндрический корпус и плоскую. мембрану, выполненные из диэлектрического материала, подвижную и неподвижную части электродов емкостного преобразователя, расположенные соответственно на мембране и основании корпуса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик и повышения надежности, в нем на основании корпуса со стороны, обращенной к мембране, выполнена кольцевая проточка, образующая плоский уступ, и сквозное осевое отверстие, соединенные между собой радиальными углублениями, выполненными на поверхности уступа, а неподвижная часть электродов емкостного преобразователя расположена с противоположной от мембраны стороны основания.1778575 4 2 8 одЮ Составитель И.НевскийТехред М.Моргентал Корректор, М.Максимишине еда роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 4185 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, РауПодписноетениям и открытиям при ГКНТ СССкая наб., 4/5