Способ определения амплитуды пульсаций давления в пульсационной камере и устройство для его реализации

ОП ИСАНИ ИЗОБРЕТЕН И Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик 920415 К .АВТОРСКОМХ СВИДЕТЕЛЬ(23) Приорите СССРделам нзееретеннй, н еткрытнй 3) УДК 531.787 (088.8) публиковано 15.04.82. Бюллетеньата опубликования описания 25.04.8 72) Автор изобретен и Ивановский Заявите(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМП,ЛИТУДЬ 1 ПУЛЬСАЦИДАВЛЕНИЯ В ПУЛЬСАЦИОННОЙ КАМЕРЕ И УСТРОЛСТВ ДЛЯ ЕГО РЕА,ЛИЗАЦИИ о где гп, и гпз, -плунжеров,Устройство дпульсаций давлесационной камержером, содержи ределения амплитуды держит корпус с пуль- неуплотненным плунтрически изолированля о ия со 1Изобретение относится к измерению быстропеременного давления и может быть использовано для калибровки амплитуды пульсации давления при динамической градуировке датчиков давления,Известен поршневой способ измерения амплитуды пульсаций давления и устройство для его осуществления, в которых амплитуда пульсации давления измеряется по визуальному измерению размаха колебания инерциальной системы с неуплотненными поршнями 11.Точность измерения амплитуды пульсации давления в этом способе недостаточна вследствие того, что не исключенная систематическая погрешность измерения содержит неопределенные частные систематические погрешности измерения нестабильных величин (объем рабочей камеры, объемная сжимаемость жидкости и поддатливости стенок пульсационной камеры, паразитная вибрация пульсационной камеры).Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу, является способ определения амплитуды пульсаций давления в пуль. сационной камере, содержащей неуплотненный плунжер, путем измерения амплитуды колебаний плунжера и расчет по ней величины амплитуды пульсаций давления 2.Однако известный способ также не обеспечивает высокой точности измерения.5 Цель изобретения - повышение точности калибровки.Поставленная .цель достигается тем, чтопри определении амплитуды пульсаций давлений в пульсационной камере, содержащей неуплотненный плунжер, путем измерения амплитуды колебаний плунжера и расчет по ней величины амплитуды пульсаций давления, устанавливают соосно первому идентичный ему по сечению второй плунжер и сжимают их заданным перепадом давлений ЬР, а амплитуду пульсаций давления Р плавно увеличивают и ее величину определяют в момент взаимного смещения плунжеров по выражениюР Р(1+ тп )2 массы первого и, второго3ную от корпуса втулку и второй плунжер, образуюший с первым электрический контакт, при этом первый плунжер входит внешним торцом в пульсационную камеру, а втулка разделяет корпус на две внутренние полости, первая из которых расположенная в зоне внешнего торца второго плунжера, соединена с источником большего давления газа, а вторая, расположенная в зоне электрического контакта плунжеров, соединена с источником меньшего давления, при этом пульсационная камера через демпфер соединена с первой полостью.На чертеже представлено устройство для осуществления предложенного способа.Устройство содержит два соосных, расположенных горизонтально, неуплотненных плунжера 1 и 2 известной массы гп, и т 2, соответственно, с одинаковой эффективной площадью 5, Плунжер 1 установлен в корпусе 3 и электрически соединен с ним гибким проводником 5 со втулкой 6, изолированной от корпуса 3 изоляционным и герметическим слоем 7. Смежные торцы плунжеров образуют электрический контакт. Положение плунжеров 1, и 2 ограничивается внешним упором 8 и торцом стержня 9 арретира, содержащего также эксцентрик 10, рукоятку 1 арретира и ось 12 установленных в пробке 13, герметично запираюшей полость 14 корпуса 3. Полость 14 соединенатрубопроводом 15 с источником сжатого газа Р, а также через газожидкостной разделитель 16 и дроссель 17 с пульсационной камерой 18 гидропульсатора (не показан). Внутренняя полость 19 (зона электрического контакта плунжеров 1 и 2) соединена с источником давления Р 2 . Втулка 6 электрически соединена через гермоввод 20 с индикатором 21 тока.В нерабочем состоянии стержень. 9 арретира удерживает плунжеры 1 и 2 в неподвижном состоянии.Устройство работает следующим образом.Предварительно в полость 14 подают давление сжатого газа Р которое передается через газожидкостной разделитель 16 и . дроссель 1 в пульсационную камеру 18. В полость 19 подают давление Р 2 (пониженное относительно Р, ), после чего поворачивают рукоятку 11 арретира с эксцентриком 10 и стержень 9 арретира под действием давления Р, освобождает плунжеры 1 и 2.В этом состоянии силы статических давлений, действующих на плунжеры 1 и 2, уравновешиваются за счет равенства эффективных площадей плунжеров 1 и 2, причем плунжера 1 и 2 прижимаются смежными торцами друг к другу под действием разности давления ЬР = Р, - Р образуя нормально-замкнутый электрический контакт.Плавно увеличивают от нуля амплитуду пульсации давления в пульсационной камере 18. При этом вначале инерциальная система плунжеров 1 и 2 колеблется как единое целое под действием на плунжер 1 относительно малой пульсации давления. В этом случае перемецения, скорости и ускорения плунжеров 1 и 2 совпадают, однако сила прижатия их смежных торцов периодически изменяется. Сила прижатия плунжеров 1 и 2 может уменьшаться, при непрерывном увеличении амплитуды пульсации давления, до нуля, когда плунжер 1 движется в сторону пульсационной камеры 18, посто кольку максимальное ускорение плунжера 2в этом направлении не зависит от амплитуды пульсации давления и плунжер 2 не может перемешаться (согласно второго закона Ньютона) с ускорением большим, чем )5 УйтиХ = --- , тогда как максимальное усков зрение плунжера 1 в этом же направлении зависит от амплитуды пульсации давления и достигает значениЯ Х, - Ь:.МРоМ ПриГП 1плавном увеличении амплитуды пульсации давления наступает момент, когда ускоре ние Х, превышает Х 2 и инерциональная система плунжеров перестает колебаться как единое целое, Момент нарушения колебания системы плунжеров 1 и 2, как единого целого определяют по разрыву электрического контакта между ними с помощью индикатора тока 2 и ограничивают дальнейший рост амплитуды пульсации давления, принимая, ограниченную таким образом, амплитуду пульсации давления за калиброванное значение амплитуды, которое определяют по формулеР, = Р(1+ Ф)где ЬР=Р,-Р 2 - разность давлений, прижимающих плунжера друг к другу;Р, - внешнее статическое давление 35 йсточника сжатого газа, действующего на плунжер 1, равное среднему давлению пульсации, действующему на плунжер 2;щ 1,гпд- масса первогои второго плунжеров, соответственно;Р 2 - статическое давление действующее на плунжерыи 2 в зоне их контакта;р - калиброванное значение амплитуды пульсации давления, 45 Различные калиброванные значения амплитуд пульсации подаются пропорциональными значениями разности статических давлений ЬР.Таким образом, в уравнение измерениякалиброванной амплитуды пульсации давления входят разность статических давлений 8 Р и масса плунжеров гп, и гп . Разность давлений ЬР может быть задана с высокой точностью, например, при помоши дифференциального грузопоршневого манометра или чащечного ртутного дифманометра прямыми измерениями. Масса плунжеров 1 и 2 определяется с высокой точностью взвешиванием.920415 Формула изобретения тавитель О. Сафед А. Бойкасж 883твенного комитбретений и отк35, Раушскаяг. Ужгород, у новКорректор В. СПодписноета СССРрытийна 6., д. 4/5Проектная, 4 СосТехр Тира Государс лам изо ква, Ж - Патент,Редактор Н. ВоловикЗаказ 2320/41 ВНИИП по 113035,илиад ПП5За счет того, что в уравнение измерения входят величины, определенные прямыми измерениями с высокой точностью, предложенный способ и устройство для его осуществления могут быть использованы в качестве исходного средства воспроизведения размера единицы давления в режиме пульсирующего давления. 1. Способ определения, амплитуды пуль 10 саций давления в пульсационной камере, содержащей неуплотненный плунжер, путем измерения амплитуды. колебаний плунжера и расчета по ней величины амплитуды пульсаций давления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности калибровки, устанавливают соосно .первому идентичный ему по сечению второй плунжер и сжимают их заданным перепадом давлений ЬР, а амплитуду пульсаций давления Рплавно увеличивают и ее величину определяютго в момент взаимного смещения плунжеров по выражениюР = ЬР(1+ -),где гп и гп - массы первого и второго1 2плунжеров. 2. Устройство для определения амплитуды пульсаций давления в пульсационнойкамере, содержащее корпус с пульсационной камерой и неуплотненным плунжером,отличающееся тем, что в него введены электрически изолированная от корпуса втулкаи второй плунжер, образующий с первымэлектрический контакт, при этом, первыйплунжер входит внешним торцом в пульсационную камеру, а втулка разделяет корпус на две внутренние полости, первая изкоторых, расположенная в зоне внешнеготорца второго плунжера, соединена с источником большего давления газа, а вторая,расположенная в зоне электрического контакта плунжеров, соединена с источникомменьшего давления, при этом пульсацион-,ная камера через демпфер соединена с первой полостью.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Балашов М. Е, Поршневой метод воспроизведения и измерения переменных давлений, М., Измерительная техника,3,1970.2. Авторское свидетельство СССР320740, кл, б 01 1. 27/00, 1971 (прототип).