Тепловой датчик давления

(23) Приоритет Госуддрстеенный комитет СССРпо делам изобретений н открытий(54) ТЕПЛОВОИ ДАТЧ ИК ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к теплоэлектрическим преобразователям давления, предназначенным преимущественно для измерения низких давлений.5Известны теплоэлектрические мвнометрические преобразователи давления, содержащие терморезистор и компенсационный элемент, расположенные в измерительной камере и включенные в мостовую схему 11.1 оНаиболее близким по технической сущности к предложенному является датчик давления Термотрон н состоящий из измерительной камеры, в которой расположен выбрирующий элемент (вибратор), и термо- резистор, расположенный около вибратоС 21.Однако этот датчик имеет ряд недостатков, а именно: недолговечность механического элемента, работающего на изгиб, срав-д нительно низкая частота вибраций, что снижает чувствительность датчика, относительно болыпая тепловая инерция устройства и погрешность при вибрационных нагрузках, что связано с конструкцией вибраторв.Цель изобретения - повышение точности измерения в широком диапазон. рабочих температур.Указанная цель достигается тем, что тепловой датчик снабжен дополнительным терморезистором, а камера датчика разделена на две полости перегородкой в которой закреплен вибратор, выполненный в виде прямоугольной пьезоэлектрической пластины, установленной перпендикулярно и кососимметрично относительно перегородки, при этом терморезисторы расположены в каждой полости и размещены диагонально у противоположных углов пластины с зазором относительно ее боковых граней Нв фиг. 1 изображена конструктивная схема предлагаемого датчика давления; на фиг, 2 - схема крепления пластины пьезовибраторв и эпюры струй гвзв относительно терморезисторов.723415 3Сигнализатор давления представляет собой единую конструкцию, состояцую из корпуса 1, в котором расположены возбуждающий генератор 2, реэисторно-мостовая схема 3, компаратор 4 и разъем5 питания и автоматики 5.Корпус жестко соединен с измерительной камерой 6, разделенной на рабочую 7 и компенсационную 8, полости.Полости разделены герметичной пере городкой 9, в которой по узловой плоскости 10 закреплен пъезовибратор 11, У "подсасываюших" углов вибратора 12 и12 размещены соответственно в рабочей и компенсационной полостях измерительный 13 и компенсационный 14 термореэисторы, При помощи штуцера 15 рабочий отсек сообщается с трубопроводом 16, а штуцер 17 компенсационного отсека сообщается либо с атмосферой, либо с объемом 20 эталонного давления. Фланцем 18 датчик закрепляется на трубопроводе 16, вектор скорости в котором обозначен стрелкой 19. Эпюры струй газа, генерируемые "подсасывающими" углами 12 и 12 пъеэовибратора 11, соответственно обозначены 20 и 20,Таким образом, выходной сигнал датчика определяется разностью напряжений на терморезисторах, происходит автоматическая компенсация выходного сигнала по температуре, улучшаются условия теплообмена, отсутствует чувствительность к вибрациям и ударам, ибо резонансная частота вибратора намного выше частоты вибраций и ударов, Применение двух активных струй постоянной скорости, генерируемых вибратором, а также погружение иэиэмерительной камеры непосредственно в измеряемый поток, позволяет полностью реализовать динамические характеристики термисторов и обеспечить высокую точность измерения давления на объектах с быстрой сменой температур во всем их диапазоне.Если в качестве пьезовибратора применяется кварц, то наиболее оптимальным на частоте 0,5-1,5 МгГц является Х-срез с длиной, ориентированной в направлении оси У, при ширине резонатора, примерно равной его длине,формула изобретенияДатчик работает следующим образом, При включении питания на электричес- ЗО кий разьем 5 начинает работать генератор 2, который возбуждает пьезовибратор 11. При возбуждении на резонансной частоте вибраторов Х-среза за счет нелинейных эффектов на колеблющихся гранях воэникает "подсасывание" молекул газа (121и 12 ), которое создает газовые струи у диагональных углов вибратора. Скорость этих струй при креплении вибратора по узловой плоскости 10 определяется только 4 О амплитудой возбуждающего генератора и может регулироваться величиной возбуждающего напряжения. Струи газа 20 и12 0 обдувают соответственно термореэисторы 13 и 14, При этом напряжение с 4 терморезисторов, пропорциональное давлению газа в камерах, через мостовую схему 3 подается на компаратор 4, который выдает электрический сигнал, пропорциональный разности давлений, на разъем 5. Датчик может работать также и в режиме сигнализатора. Тепловой датчик давления, содержащийизмерительную камеру с терморезисторомивибратор, отличающийся тем,что, с целью повышения точности измерения в широком диапазоне рабочих температур, он снабжен дополнительным терморезистором, а камера датчика разделена надве полости перегородкой, в которой закреплен вибратор, выполненный в видепьезоэлектрической прямоугольной пластины установленной перпендикулярно и кососимметрично относительно перегородки,при этом термореэисторы расположены в .каждой полости и размещены у диагонально противоположных углов пластины с зазором относительно ее боковых граней.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 538259, М.Кл. 9 01 (. 21/1218.08.7 5.2, Агейкин Д. И. и др. "Датчики контроля и регулирования", М., Машиностроение", 1965, с. 683 (прототип).Тираж 1019И Государственного комитета елам изобретений и открыти Москва, Ж 35, Рауаская н ПодлиснСССР д. 4/ 130 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель А. Винокуров едактор Т. Иванова Техред М, Кузьма Корректор Ю. Макарецк