Манометр сверхвысокого давления

19) П 1) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРеспуБлиК. 48 зцз 6 01 1 9/04, 9/08 ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР). ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВ К .АВТОРС г(71 Специальное проектно-конструкторское технологическое бюро электровибрационной . техники Всесоюзногонаучно-производственного обьединейия. Авторское свидетельство СССРВ 1177694, кл. 6 01 1. 9/04, 1983,(54) МАНОМЕТР СВЕРХВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при 2.измерении высоких давлений; Цель-. повы- . шение точности и долговечности манометра. Манометр содержи,т керамический: трубчатый каркас- изолятор.1 со:спирале- образным каналом 2, пьеэачувствител.ьную спираль 3, например, из сплава. золота - хром, монтаж которой в кайале 2:ИСключает искажающие результаты измерениВдавле.- ния, механические, монтажнце и аперацц-. онные напряжения, и электричерую,схему регистрации электрическйх параметров пьезочувствительной спчрали, 8 модификациях манометра каркас-изолятор ймеет Спиралевидный диагностический:Паз; В стенкЕ между спиралеобразным каналоми цилйндрической поверхностью изолятора; 2 илИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении давления в камерах высокого давления.Целью изобретения является повыше ние точности измерения давления и долговечности датчика высокого давления при увеличении верхнего предела операционного диапазона температур при измерениях.На фиг. 1 представлен манометр сверх- "О высокого давления: на фиг. 2 - модификация манометра.Датчик высокого давления на основе цилиндрического трубчатого изолятора 1 из микролитной керамики из окиси алюминия 15 с добавкой 0,5 окиси магния со спиралеобразным внутренним каналом 2, изображен на фиг. 1, Спиралевидный канал 2, концы которого выходят в торцы керамического изолятора, формируется с примене нием литья под давлением керамического шликера с 8 пластификатора в раэборные металлические формы, в которых установлена спираль из оргстекла или линейного термопластичного полимера метилметакрилата, остающаяся в керамической отливке после разборки литьевой формы, Температура шликера при литье порядка 60 С, давление - 6 атм. Спиралеобразный канал формируется в процессе 30 предварительного обжига для выжигания из отливки пластификдтора и формующей спирали - вкладыша из оргстекла в диапазоне температур до 1300 С.Температура спекания каркаса-изолятора 1800 С. 35В спиралевидном канале 2 расположена спираль 3, например, из манганиновой проволоки - 53% меди, 49 цинка, 2,756 олова, 2,5 никеля, 1,7 марганца, 0,2 алюминия, или стандартного сплава. - 40 97,9% золота и 2,1% хрома, температурный коэффициент сопротивления которого в ди- апазоне темпеоатчо 20 - 100 С порядка 10- диаметр проволоки - в пределах 0,15 - 0;2 мм, а барический коэффициент 45 электрического сопротивления - постоянная для двух сплавов.В каркасе-изоляторе из микролитной керамики с увеличенной прочностью толщина стенок между соседними витками спира левидного канала 2 и минимальное расстояние между цилиндрической поверх- . ностью изолятора и спиралеобразной полостью может быть уменьшена до 0,8 - 1 мм, Диаметр спиралевидного канала обеспечи вает свободную укладку с касанием стенок спиралевидной полости без возникновения дополнительных монтажных и операционных внутренних механических напряжений пьезочувствительной металлической спирали, В испытанных моделях пьезоэлектрических манометров диаметр спирали из отмеченного сплава золото - хром был порядка2,0-2,5 мм, зазор между соседними виткамиотмеченной спирали был порядка 2,0 - 2,5 мм.В модификациях манометра спиральный канал 2 каркаса-изолятора соединенспиральной прорезью фиг, 2) или пазом свнутренней полостью изолятора. В простыхконструкциях манометра спиральный каналсоединен диагностической прорезью свнешней поверхностью каркаса-изолятора.Описанный пьеэочувствительный датчик после присоединения концов проволокиспирали к электровводам обтюратора герметизировался в цилиндрической внутренней полости камеры высокого давлениякорпуса манометра, соединенного с операционной камерой системы высокого давления, зазор между поверхностями полостикорпуса манометра и каркаса-иэолятора -порядка 0,3-0,4 мм. Диаметр внутреннейполости термостатируемого корпуса манометра был порядка 20 мм, при увеличениидиаметра полости корпуса трубчатый каркас-изолятор может.быть без отмеченногопаза между спиралсеидным каналом и внутренней цилиндрической полостью, Сопротивление спирали пьезоэлектрическогодатчика порядка 200 Ом,Пьезочувствительная спираль включенав стандартную электрическую схему, например, четырехплечего моста, раскомпенсация которого при изменении сопротивленияотмеченной спирали датчика давления регистрируется при измерениях самописцемили компенсационной схемой. Точность измерения давления манометром со спиральюиз сплава золото - хром порядка 0,2, калибровка датчика проводилась метрологической лабораторией с применениемпоршневого манометра, обеспечивающего .точность градуировки порядка 0,050 .Измерения давления проводятся в системе сверхвысокого давлении. которая заполняется инертным газом. При сжатии газаизменяется электрическое сопротивлениепьезочувствительной спирали датчика,уменьшение которого в соответствии с градуировкой обеспечивает измерение давления. Линейность зависимостиэлектрического сопротивления датчика отдавления проверялась в контрольных экспериментах с использованием различныхсред, етом числе аргона до давлений порядка 5500-6000 атм, для создания и передачидавления используются и жидкости.Ряд увеличивающих точность измерений давления преимуществ манометра соспиральным каналом в изоляторе связан с1820248 Уг)г Яоставитель М. Корсунскийехред М,Моргентал . Корректор М, Керецман Редактор Тиражвенного комитета по изобрете 113035, Москва, Ж. Раушска Подписноеям и открытиям инаб 4/5 4ПИ Госуда акаэ 2 ВНГКНТ ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 исключением искажений результатов, возникающих в системах детекторов на основе катушек из проволоки с касающимися витками из-за старения и разрушения изоляции, уменьшающего долговечность датчика, или покрытий на металлической проволоке при длительности эксплуатации, особенно сильных в камерах высокого давления. заполненных.сжатым газом.Дополнительные преимущества датчиков давления со спиральным каналом по сравнению с отмеченными альтернативными системами с касающимися витками связаны с исключением монтажных механических напряжений и операционных неоднородных напряжений, которые должны возникать в большинстве известных систем пьезоэлектрических манометров, атом числе на основе катушек с касающимися витками, которые отмечены в начале описания: и эти напряжения уменьшают точность измерений давления.В манометрах с изоляторами с внутренними спиральными каналами возможно использование проволоки спирали без изоляции, что позволяет расширить диапазон операционных температур по сравнению с альтернативными детекторами с проволокой, требующей изоляции,В манометрах со спиральным. каналом сведен к минимуму абразивный износ проволоки или изоляции, который не исключен в альтернативных системах на основе кату-. шек с касающимися витками.Преимущества манометра с изолятором со спиральным каналом по сравнению с другими аналогичными детектирующими системами или отмеченными альтернатив 3 й ными датчиками давления связаны с исключением вероятности замыкания витков спирали при деформациях и предотвращением замыкания витков спирали в случае касания 5 с корпусом манометра при больших деформациях спирали.Изобретение не ограничивается рассмотренными модификациями манометра сверхвысокого давления.10 Формула и зоб рете ния 1. Манометр сверхвысокого давления,содержащий корпус, выполненный иэ изоляционного материала, и пьеэочувствитель ную спираль с токовыводами на концах, о т. л ича ющийся тем,что,сцельюувеличения точности и долговечности, в нем корпус выполнен в виде цилиндра со сквозным осевым отверстием, в стенках которого выпол нен спиралевидный канал, каждый конецкоторого расположен на соответствующем торце цилиндра, причем пьезочувствительная спираль размещена в спиралевидном канале, в каждый токовывод расположен в 25 соответствующем отверстии торца корпуса.2, Манометрпо п.1, отл ича ющийс я тем, что в стенке корпуса выполнена спиралевидная прорезь, соединяющая осевое отверстие со спиралевидным каналом.30 3, Манометр по и. 1, от л и ч а ю щ и йс я тем, что в нем на внешней цилиндрической поверхности выполнена прорезь для сообщения канала с измеряемой средой.4, Манометр по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в нем корпус выполнен иэ микролитной керамики из окиси алюминия сдобавкой окиси магния.