Гидроакустический пульсатор для проверки датчиков давления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсних Социалистических Республик(22) Заявлено 0504.78 (21) 2605737/18-10 6 О 127/00 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПУЛЬСАТОР ДЛЯ ПРОВЕРКИ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯИзобретение относится к измерительной технике,в частности к устройствам для проверки и градуировки датчиков давления. 5Известно устройство для динамической тарировки датчиков давления с передачей давления чувствительному элементу датчика через эластичный элемент герметизирующий рабочую камеруустройства 1 .Недостаток известного устройства - невысокая точность, динамической тарировки датчиков давления вшироком диапазоне частот.15Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту кпредлагаемому устройству являетсягидроакустический пульсатор для проверки датчиков давления, содержащий основание на котором укрепленыпьезокерамический преобразователь,рабочая камера с жидкостью, выполненная в виде экспоненциальноговолновода концентратора, широкий 25конец которого связан со сферическойизлучающей мембраной, а узкий соединен со сменными трубчатыми резонаторами, оканчивающимися головкой с испытуемыми датчиками 23,Однако этот гидроакустический пульсатор имеет относительно узкий диапазон частот (10001500 Гц) и большуюнеравномерность резонансной амплитудно-частотной характеристики,что является следствием того, что пьезопреобразователь имеет одну резонансную частоту, на которой мощностьизлучаемых колебаний давления максимальна. На других частотах возбуждения в промежутках между нижней частотой ти резонансной частотой т Р имежду 1 Р и верхней частотой 1 Ь известный пульсатор работает только нагармонических составляющих резонансной частоты возбудителя колебаний -пьезопреобразователя,а, следовательно, имеет малые амплитуды пульсирующего давления.Целью изобретения является повышение точности градуировки за счетрасширения диапазона частот колебаний давления и обеспечения равномерности амплитудно-частотной характеристики.Это достигается тем, что в гидроакустическом пульсаторе для проверкидатчиков давления, содержащем основание на котором укреплены пьезокерами50 55 Формула изобретения 60 ческий преобразователь, рабочая камера с жидкостью и экспоненциальной волновод-конденсатор, широкий конец которого связан со сферической мембраной,а узкий - соединен со сменными трубчатыми резонаторами, оканчивающимися головкой с испытуемыми датчиками, пьезокерамический преобразователь выполнен в виде усеченного конуса, состоящего из набора цилиндрических шайб равной толщины и различного диаметра.На Фиг, 1 изображен общий вид устройства, первый вариант размещения преобразователя предлагаемого устройства, разрез; на фиг. 2 - второй вариант размещения пьезопреобразователя устройства; на фиг. 3 - спектрограмма амплитуд давления("резонансная" амплитудно-частотная характеристика) предлагаемого устройства; на фиг. 4 - спектрограмма амплитуд давления ("резонансная" амплитудно-частотная характеристика известного устройства).Устройство содержит крышку 1 (основание), пьеэопреобразователь 2 в виде усеченного конуса с верхним 3 и нижним 4 основаниями набранный .из шайб 5, б, 7 (см. Фиг, 1 и 2) цилиндрической Формы различного диаметра, которые скреплены между собой по плоскости основания токопроводящим клеем, а по боковой поверхности эпоксидным клеем 8. Цилиндрическая шайба 5 склеена из дисковых пьезоэлементов 9, 10, 11, Цилиндрическая шайба б склеена из дисковых пьезоэлементов 12, 13, 14, а цилиндрическая шайба 7 из пьезоэлементов 15, 16, 17. Каждый пьезоэлемент преобразователя 2 подключен параллельно к электрическим выводам 18, подсоединенным к герметичному штепсельному разъему 19. Пьезопреобразователь 2 своим нижним основанием 4 прижимается сферической излучаемой мембраной 20 к крышке 1.Излучающая мембрана 20 на своей обратной поверхности имеет углубление 21, выполненное соосно с волноводом-концентратором 22, для соосного размещения пьезопреобразователя 2 при сборке устройства.На Фиг. 2 изображен второй вариант закрепления пьезопреобразовате- ля 2 в виде усеченного конуса, нижнее основание 4 которого размещено в угйублении 21 сферической мембраны 20, а верхнее основание 3 - на плоскости крышки 1.Волновод-концентратор 22 с трубопроводом 23 (см. Фиг. 1) устанавливается сверху мембраны 20 и притягивается к крышке 1 болтами. К волноводу-конденсатору 22 присоединяется резонатор 24, оканчивающийся головкой 25 с испытуемым датчиком 26и образцовым датчиком 27. Устройство работает следующим образом,После заполнения полости волновода-концентратора 22 и резонатора24 жидкостью (водой, маслом и т,д,)в полости над мембраной 20 устанавливается статическое давление. Точно такое же давление (путем нагнетания газа, трансформаторного маслаили другой диэлектрической жидкости)устанавливается и в полости надмембраной 20 (со стороны пьезопреобразователя 2). Далее через разъем19 на пьезопреобразователь 2 от задающего генератора подается электрический ток, в результате чего пьезо 15 преобразователь 2 передает колебаниямембране, которая в свою очередьвводит столб жидкости над мембранойв режим стоячих вод. Переменное давление воздействует одновременно на20 испытуемый 26 и образцовый 2 датчики,сравнение показаний которых позволяет градуировать их динамическийрежим. Поскольку пьезопреобразователь 2 выполнен иэ цилиндрическихр 5 шайб 5, б, 7 различного диаметра,каждая пьезошайба 5, б, 7 будетиметь свою резонансную частоту.Причем, резонансная частотацилиндрических пьезошайб 5, б, 7, которые имеют одну и ту же толщину,обратно пропорциональны их диаметру,Таким образом, пьезопреобразователь 2 в виде усеченного конуса име.ет столько резонансных частот, изскольких цилиндрических шайб онсостоит. Первый вариант установкипьезопреобраэователя 2 (см.фиг.1)позволит значительно расширить диапазон частот колебаний давления вобласть нижних частот (см,фиг,3,40 1 н - 1 ), обеспечив при этомвйсокую равномерность "резонансной"амплитудно-частотной характеристики,Второй вариант установки пьезопреобразователя 2 (см.фиг. 2) позволитзначительно расширить диапазон частот колебаний давления в областьверхних частот (см.фиг. 3,1ф нг а фобеспечив при этом высокую равномерность амплитудно-частотной характеристики.Кроме того, углубления 21, выполненное на обратной поверхности сферической мембраны 20 соосно с волноводом-концентратором 22, позволит повысить удобство сборки устройства эа счет центрирования пьезопреобразователя 2 относительно мембраны 20 и крышки 1. Гидроакустический пульсатор дляпроверки датчиков давления, содержащий основание, на котором укрепу лены пьезокерамический преобразов,750301 ие е,Ф Составитель О.Сафонов.едактор Н.Козлова Техред М.ПеткоКорректор М.Коста 32 Тираж 1019 ПодписНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушская наб., д. Эаказ 46 130 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная тель, рабочая камера с жидкостью изкспоненциальный волновод-концентратор, широкий конец которого связансо сферической излучающей мембраной,а узкий соединен со сменными трубчатыми резонаторами, оканчивающимисяголовкой с испытуемыми датчиками,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности градуировки, пьезокерамический преобразователь выполнен в виде усеченного конуса, состоящего из набора цилиндрических шайб равной толщины и различного диаметра. Источники информации,5 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРФ 117970, кл. О 01 Е 27/00, 1958,2. Авторское свидетельство СССРМ 191169, кл. С 0127/00, 1965